Information Technology | Graphics » TULIPP help

TULIPP help Osztályozás Elmélet A kép elemzésének és automatikus értelmezésének egyik fontos eszköze az OSZTÁLYOZÁS. Ennek különbözö célú és érvényességi körü módszerei közül ez a gyakorlat a képpontok színe alapján történö osztályozás néhány módszerét mutatja be. (Nem foglalkozunk tehát azzal, hogy az osztályozott képpontok hol helyezkednek el, s hogy esetleg alkotnak-e valamilyen alakzatot, objektumnak tekinthetö csoportosulást.) Az osztályozás lényege: a szóban forgó objektumokról (jelen esetben: képpontokról) meghatározzuk, hogy mely (elöre megadott, vagy az objektumhalmaz egészének tulajdonságai alapján számolt) csoportosuláshoz (osztályhoz) tartoznak. Ez a meghatározás (más elnevezéssel: besorolás) hasonlósági és különbözöségi jellemzök vizsgálatán alapul. A két alapvetöen különbözö eset (a továbbiakban már csak képpontokra vonatkozóan): 1. Osztályozás tanítóval Elöre megmondjuk, hogy

milyen csoportosulások (osztályok) alkotják a képet, s ezek valamelyikébe kell a képpontokat besorolni. A besorolás alapja maga a képpontérték: ennek osztálycentrumoktól való távolsága, bizonyos elöre megadott intervallumok belsejébe való esése, vagy pl. a legközelebbi - elözetesen besorolt - képpont hovatartozása jelenti a döntési kritériumot. A gyakorlatban a távolság meghatározásához háromféle beépített eljárás (Euklideszi, abszolut-érték, illetve koordináták különbségeinek maximuma) áll rendelkezésre. 2. Tanító nélküli osztályozás Ekkor nemcsak a képpontok besorolása, hanem azoknak az osztályoknak (klasztereknek) a meghatározása is feladat, melyek kellö pontossággal fejezik ki a kép adatszerkezetét. Ez a kifejezés azt takarja, hogy az osztályoknak feltehetöen jelentésük is van (pl.: egyazon objektumot írnak le; egyazon fénytani tulajdonságú anyag alkotja öket, stb.) Az egyes osztályok a színösszetevök

alkotta háromdimenziós térben jól elkülönülö csomókat, azaz csoportosulásokat alkotnak. A tanító nélküli osztályozást ezért klaszterezés-nek is nevezik. Maga a klaszterezés többnyire iterációs, többféle résztevékenységet tartalmazó müvelet. Ilyen résztevékenységek például: új klaszter létrehozása; meglevö klaszter kettévágása; két közeli klaszter egyesítése, klaszter megszüntetése, stb. Minden egyes klasztermüvelet után új besorolást célszerü alkalmazni, hogy a klaszteradatok a változtatás után a legutolsó állapotot tükrözzék. E folyamatot az osztályok befagyasztásával, valamint a minimálisa elemszám, illetve az egyes klaszterek közt megengedett minimális távolság megadásával is befolyásolhatjuk. A képpontok klaszterbe sorolása ugyanolyan (távolságmérést tartalmazó) elv szerint történhet, mint a tanítóval történö osztályozás esetében. 1 Külön érdemes beszélni arról, hogy mi lesz az

osztályozás eredménye. Mivel az osztályba sorolás minden képponthoz egy kódot rendel (az osztály sorszámát), azt mondhatjuk, hogy az osztályozás eredménye kódolt kép. A gyakorlatban olyan megoldást választottunk, hogy a besorolás eredménye a bemenökép látványát a lehetö legjobban közelítse. Ehhez arra volt szükség, hogy az egyes osztályokhoz megjelenítési színt rendeljünk. Az osztályozásnál többféle módja is van az osztályokat jelzö színek megadásának. (Pl: az osztályszín azonos lehet az osztálycentrum színével; lehet a tanítók adatainak átlaga; illetve kézzel tetszöleges színre beállítható.) Klaszterezésnél a klaszterek színei az öket alkotó képpontok átlagolásával alakulnak ki; módosításukra nincs lehetöség. A gyakorlat minden osztályozási lépés során kiírja az osztályok méretét jelzö százalékos részarányt, melynek alapján pl. sokkal célirányosabban tudjuk alkalmazni a tanító nélküli

osztályozás különféle müveleteit. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Módszer menüpont a háromféle osztályozási lehetöséget mutatja meg; bármelyik eljárást választjuk, sok beavatkozási lehetöséget nyújtó DialogBox jelenik meg a képernyön. Vegyük sorra az egyes eljárásokat! 1. Osztályozás tanítóval, BOX MÓDSZER Az ablak számos beavatkozási lehetöséget és néhány informatív elemet tartalmaz. A következö felsorolás nem elhelyezkedésük, hanem a feladatuk szerinti csoportosításban ismerteti az egyes elemeket: - Az Aktuális minta melletti szám az éppen kijelölés alatt álló minta (tanító) sorszámát mutatja; ha több minta is létezik, a jobboldali scrollbar segítségével lehet a minták táblázatában elöre-hátra lapozni; - Az Osztálysorszám az aktuális mintához hozzárendelt osztály sorszámát

mutatja. Alaphelyzetben (ha az osztálysorszám melletti scrollbar-t nem kezeljük) a minták és az osztályok közti megfeleltetés egy-egy értelmü. Ha viszont pl egy osztályt több mintával akarunk definiálni, akkor egyrészt a megadáshoz használt minták mindegyikénél ugyanazt az osztálysorszámot kell beállítanunk, másrészt a lejjebb levö Külön/Együtt/Átlag elemeket tartalmazó csoportban az Átlag gombot kell kiválasztanunk (a default Együtt 2 helyett, ami a mintával együtt történö változást jelöli ki.) Ez azt eredményezi, hogy a több mintával definiált osztály centruma az egyes minták képpontérték-vektorának számtani közepe lesz. - A minta definíciója alapvetöen a bemenöképen, a cursor segítségével történik, de a program lehetöséget ad a számszerü értékek alapján történö definícióra is. Ehhez az alul található Minta.def csoport scrollbar-jait használhatjuk (Amíg a definíció cursorral történik, az adott

minta kiválasztásakor a bemenöképen megjelenik a kijelöléskor megadott pozíció is. A minta kézi módosítása után ez a pozíció már értelmét veszti, így azt a program nem jeleníti meg.) A program megjeleníti az egyes színösszetevök számszerü értékét is - Az osztályok szín-adata (ha elözetesen a Külön/Együtt/Átlag elemeket tartalmazó csoportban a Külön gombot választottuk ki) az Osztály.def csoport scrollbar-jaival módosítható. - A program informatív üzenetként az ablak felsö részében megjeleníti a Minták számát, valamint az éppen kijelölt osztály megelözö osztályozásnál képviselt százalékos Területi arányát. - A dobozok (box-ok) megadásához több kezelöszervet is használhatunk: - a Box típus megválasztása szerint vagy minden mintára nézve külön box lesz (Box mintánként) érvényben, vagy pedig a megadott box-adatok valamennyi mintára egyformán érvényesek (Közös box). - a Box méretének megadására a

Box def. csoport scrollbar-jai szolgálnak A méretek max 100-ig növelhetök. - a Nem besorolt csoport szerint az egyik boxba sem tartozó képpontokat átszínezhetjük (Átszínezett), vagy megtarthatjuk eredeti képpontértékét (Változatlan). - ha a nem-besorolt képpontokra vonatkozóan az átszínezést választjuk, azt a lenti Nem box szín csoport scrollbar-jaival adhatjuk meg. - a mintákra vonatkozó müveleket a MÓDOSITÁS, TÖRLÉS, valamint ÚJ ELEM gombokkal adhatjuk meg. Az elsö két müvelet az éppen kijelölt mintára érvényes, míg az utolsó müvelet a lista végére lapoz, s a program új elem kijelölését teszi lehetövé. A képernyö jobb-alsó sarkában három mezö látható, melyek rendre az éppen kijelölt Box, Minta illetve Osztály színét veszik fel. Ha az osztályozáshoz már elegendö mintát gyüjtöttünk össze, (vagy csak kíváncsiak vagyunk az osztályok megadásának aktuális állapotára), a besorolást a VÉGREHAJT gombbal

kezdeményezhetjük. 2. Osztályozás tanítóval, LEGKÖZELEBBI SZOMSZÉD MÓDSZER Az ablakban többnyire csak olyan beavatkozási lehetöségek találhatók, melyek a boxmódszerhez tartozó ablakban is szerepeltek. Az egyetlen kivételt a Metrika megadásának lehetösége jelenti. Az Euklidesi metrika a megszokott (koordinátakülönbségek négyzetösszegének négyzetgyöke); ez igen jó körszimmetriát mutat, viszont számításigényes. A maximum és abszolut metrikák a legnagyobb, illetve a legkisebb koordináta-eltérést jelentik. (A metrikák a besorolás során a távolságok kiszámításának módját írják elö. Az eljárás nevének megfelelöen, a besoroláshoz a távolságok közül a legkisebbet kell megkeresni.) 3. Osztályozás tanító nélkül (KLASZTEREZÉS) 3 Az ablak a megelözö két ablaktól gyökeresen eltérö elemeket tartalmaz. Vegyük sorra: - A Müvelet csoport elemei klasztermüveleteket írnak elö. Az Új cluster elem új klaszter

(automatikus) létrehozását írja elö. A Megszüntet, Kettévág, valamint Szétoszt elemek az aktuálisan kijelölt klaszterre érvényesek -annak elemszámától függetlenül. Iteráció hatására a klasztercentrumok száma változatlan marad, de a program megkísérli az ujbóli besorolást, majd centrum-számítást. A Rögzít/szabadít páros szintén a kijelölt klaszterre érvényes: a klasztermüveletek elleni befagyasztást (azaz: a változtatások letiltását) lehet vele elérni. - Az Állapot jelzö csak azt jelzi, az éppen kijelölt klaszter szabadon módosítható, illetve módosításokkal szemben letiltott állapotban van. - A Min.ter arány, illetve a Min táv arány: a klasztermüveleteknél szab korlátot: a megadott kisebb méretü, illetve egymáshoz közelebbi klasztereket megszünteti. 3. A Tananyag menüpont a mentéshez, visszatöltéshez, valamint az osztályozási adattáblák törléséhez használható. A program CLA kiterjesztéssel menti-,ill

keresi az osztályozási adatokat; a default név: clteach.cla A videodigitalizáló kártya a (kiválasztott) bemenetre adott szabvány video-, illetve Svideo- jelforrás analóg jelét digitalizálja, a képet kódolva beírja a saját memóriájába, s ezzel egyidejüleg a folyamatos képmegjelenítést, illetve a számítógéppel való adatcserét is lehetövé teszi. A TULIP rendszerben alkalmazott kártya a felsoroltakon kívül számos más bonyolult tevékenységet is végez. Igy pl: automatikusan szabályozza bizonyos digitalizálási paramétereinek állandóságát; fogadja és átengedi magán a számítógép VGA megjelenítöje felé menö kb. 36-38kHz soreltérítési frekvenciájú jeleket; s hozzákeveri az ehhez a képalkotási rendszerhez konvertált saját képet. A keverés teljes mértékben kontrollálható a számítógép felöl, így elöírható, hogy a kép mely téglalap alakú mezöjében, milyen méretarányváltoztatással, milyen VGA-szín helyett

látszódjék a kártya saját memóriájában levö kép. A kártya számos analóg, és digitális beavatkozási pontot tartalmaz. A TULIP rendszer felöl gyakorlatképpen a következöket lehet változtatni: VILÁGOSSÁG valamennyi összetevö jelszintjét együttesen növeli, illetve csökkenti (azaz: a kimeneti jelszintet fel-le tologatja) TELITETTSÉG az alapszínek és fehér arányát változtatja ÁRNYALAT a megjelenített kép színességét (a színösszetevök erösségét) változtatja 4 KONTRASZT a bemenöjel digitalizálásának dinamikáját (érzékenységét) változtatja PIROS a piros-összetevö erösségét változtatja ZÖLD a kék-összetevö erösségét változtatja KÉK a zöld-összetevö erösségét változtatja X-IRÁNYU ELTOLÁS a kép X-irányu helyzetét (offsetjét) változtatja Y-IRÁNYU ELTOLÁS a kép Y-irányu helyzetét (offsetjét) változtatja SZINESSÉG a kép színes, illetve fekete-fehér üzemmódja közti váltást eredményezi. A

kártya lényegében ugyanúgy müködik mindkét esetben, de a paraméterek fekete-fehér üzemmódban nem vehetnek fel tetszöleges értéket. (A színesség váltása a gyakorlatok Szín menüpontjával történik.) Megjegyezzük, hogy a videodigitalizáló kártya számos más jellemzöje is befolyásolható,melyet a TULIP rendszer gyakorlatai nem engednek változtatni. Ilyenek pl: a videojelforrás kiválasztása; a bemenöjel szabványának váltása NTSC és PAL szabvány közt; a digitalizálással szemben a képmemória bitsíkjainak befagyasztása; illesztés a számítógép VGA monitorának jellemzöihez. Ezeket a jellemzöket - mivel alapvetöen elronthatják a látványt- a rendszer belsejéböl nem kezeljük; beállításukat a kártyakezelö programban lehet változtatni. Javaslatok Ez a TULIP rendszer tananyagának legbonyolultabb, legtöbb paraméterezési lehetöséget magába foglaló gyakorlata. Ráadásul, a helytelen paraméterezés talán ennek az

eredményességére van a legnagyobb hatással. Javasoljuk ezért, hogy az osztályozási gyakorlatokra az átlagosnál több idöt szánjon. Az elsö kísérletekhez ismert felépítésü tesztképet -pl.:Színskálát- érdemes választani, s csak ha már értjük az osztályozási módszerek lényegét, akkor térjünk át természetes eredetü bemenöképek alkalmazására. Kiindulási adatokat legegyszerübben a tanítóval történö osztályozás üzemmódban, a bemenö kép különbözö színü foltjaira való klickeléssel adhatunk meg. Ha így minden színt kijelölünk, ami a bemenöképen található, akkor a legközelebbi szomszédhoz való besorolással elsö próbálkozásra is egészen jó eredményt kaphatunk. Ahol az eredményt durvának érezzük, pótlólagosan adjunk meg új mintákat, módosítsuk a mintavektorok komponenseit, s hajtsuk végre újra a besorolást. Eközben szüntessük meg azokat a mintákat, melyek túl kis elemszámú osztályt definiálnak

-ezek elhagyása csak kismértékben befolyásolja a látványt. Tüzzük ki magunk elé azt a célt, hogy a lehetö legkisebb számú mintával érjük el az eredetit megközelítö minöségü kimenöképet. Ezután tanulmányozzuk, milyen eltéréseket eredményez, ha legközelebbi szomszédhoz való besorolást különbözö távolságfüggvényekkel hajtjuk végre, illetve, ha ehelyett a box- 5 módszert alkalmazzuk. (Ez utóbbinál a képpontok közt olyanok is lesznek, mely sehová sem tartozik, azaz amelyeket az eljárás nem tud besorolni.) A tanítóval történö osztályozás részeredményeit finomítsuk klaszterezéssel. Az egyes osztályok területarányai alapján döntsük el, mely osztályokat kell megszüntetni, vagy szétosztani. A centrumok adatai alapján a közeli osztályokat egyesíthetjük, de -túl kevésnek ítélt osztály-szám esetén új osztályt is létrehozhatunk. (A felsorolt funkciók mindegyike újbóli besorolással is jár.) További

lehetöségeket nyújt az osztályok befagyasztása, illetve minimális elemszám, valamint osztályok közti minimális távolság elöírása. Egy-egy állapot stabilitását úgy ellenörizhetjük, hogy egymás után többször is kiadjuk az Iteráció müveletet: a területarányoknak nem szabad jelentösen változniuk. Figyeljük meg, hogy az osztályozási - klaszterezési adatok mennyire függenek a bemenökép szerkezetétöl! Ha visszatöltéssel az elmentett adatokat új, eltérö felépítésü képre alkalmazzunk, rendszerint nagyon rossz eredményt kapunk. Találjunk meg a bemenö kép speciális felépítése és az osztályozási adatok szerkezete közt összefüggéseket. Igy pl: Zaj bemenökép esetén adott osztály szám esetén a legstabilabb osztálycentrumok a képpontérték-intervallumokat azonos szakaszokra bontják. Ha a látszatra homogén foltokat egy osztállyal jellemezzük,de több mintát is rendelünk hozzájuk, sokkal stabilabb eredményt kapunk,

mintha minden mintához különbözö osztályt rendelnénk. A lehetséges próbák - kísérletek számát megsokszorozza, ha vizsgálatainkat a különbözö képmanipulációs gyakorlatok osztályozásra gyakorolt hatásának vizsgálatára is kiterjesztjük. Színrendszerek Elmélet Ez a gyakorlat a SZIN (mint látvány) és a leírásához különbözö (elterjedt) rendszerekben szolgáló adatok közti összefüggéseket szemlélteti. Ha egy adott képpontban csak egy megadott frekvenciájú fénnyel kapcsolatos fénykibocsájtó/fényvisszaveröképességet akarunk jellemezni, ahhoz elegendö egy szám is. Ez jellemzi a pont fényességét. Ha azonban szélesebb tartományban akarjuk ugyanezt a tulajdonságot jellemezni -azaz le akarjuk írni a pont színességét-, több adatra van szükségünk. Ha a látható fény teljes tartományára vonatkozó fénytani viselkedést korrekt módon akarnánk leírni, vagy a teljes tartományt leíró függvényre, vagy legalábbis sok

mérési pontban megadott adatra lenne szükségünk. Tapasztalati tény azonban (s ez pl. az emberi látás háromféle színérzékenységü receptorának müködésére vezethetö vissza), hogy a korrekt leírás helyett elegendö három adat is: három meghatározott frekvenciájú elektromágneses sugárzásra vonatkozó fényesség. E három adattal mindazon (végtelen sokféle kombinációban elöállítható) színt jellemezhetjük, melyek látásunk tulajdonságai következtében számunkra ugyanazt az érzetet jelentik. E három adat igen sokféle módon adható meg; szabványos kezelésükre különféle SZINRENDSZEREK születtek. 6 1. A szín megadása leggyakrabban három összetevö (PIROS, ZÖLD, illetve KÉK) erösségének megadását jelenti. Ezt szokták RGB rendszernek nevezni, a színek angol megnevezéseinek rövidítése alapján. Elönye, hogy képalkotó/képvisszaadó eszközeink többségénél közvetlenül használható. 2. A nyomdatechnikában e

színek kiegészítöinek használata terjedt el; ezek a CIÁN, MAGENTA és SÁRGA; ezt az ábrázolást szintén az angol megnevezés alapján CMY rendszernek is nevezik. (Az egyes összetevöket elsö közelítésben az R, G illetve B összetevök invertálásával kaphatjuk meg.) 3. A sokféle egyéb megoldás közül kiemeljük az YUV rendszert, mely a fényesség adatot (Y: luminancia) elkülönítve tartalmazza a színességet jellemzö ún. színkülönbségi adatoktól (U és V: krominancia). E kódolási forma elönye (a képfeldolgozási müveletek szempontjából), hogy elkülöníti a látvány szempontjából legfontosabb fényesség-információt a szín-adatoktól. 4. Úgyszintén kiemelendö az - inkább elméleti jelentöségü - IHS rendszer, mely az intenzitás, színesség és árnyalat adatokat színelméleti definíció szerint ábrázolja. Sajnos elönyei ellenére nehezen használható a gyakorlatban, mivel a többi rendszer adatainak oda/vissza- alakítása

meglehetösen számításigényes. A felsorolt rendszerek mindegyike alkalmas a színek jellemzésére. A köztük levö különbözöség elsösorban összetevöik látványban betöltött fontosságában (pontosságérzékenységében); a képfeldolgozási müveletekben való részvételükben, valamint a gyakorlati felhasználás lehetöségeiben (korlátaiban) jelentkezik. A gyakorlat egyrészt megmutatja a szín és az ábrázoláshoz használt adatok közti összefüggést, másrészt automatikusan megvalósítja az egyes rendszerek közti adatkonverziót. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. (A gyakorlatban ezeken kívül más menüelem nem szerepel.) 2. A képernyö jobboldalán az összes kezelt színrendszer összetevöihez külön téglalap alakú mezö tartozik. E mezök egyrészt számszerüleg tartalmazzák az utoljára megjelenített színhez tartozó

adatokat, másrészt lehetövé teszik az adatok beírását. Egy-egy adat megadása (azaz a beírást követöen az ENTER billentyü megnyomása) után a program azonnal konvertálja a paramétereket a többi színrendszerbe is, miközben a jobb alsó sarokban levö négyzetet kitölti az így megadott színnel. A gyakorlat alapvetöen a bemenöképen cursorral kijelölt pozíciók képpontértékeit tekinti bemenöadatnak, s - kiolvassa a kijelölt pozíción levö képponthoz tartozó adatokat; - mind a négy kezelt színrendszerhez tartozó összetevö- adatokat kiírja a megfelelö téglalap alakú mezökben; 7 - a jobboldalt alul található négyzetet kitölti a kijelölt képponttal azonos színnel; és - a bemenökép alatt kiírja a kijelölt pont kordinátáit. Javaslatok Elöször a Színskála tesztképpel érdemes az egyes rendszerekbeli összetevök viselkedését megvizsgálnunk. Láthatjuk,hogy mely összetevök változása magától értetödö, s melyek azok,

melyek bonyolultabb összefüggéseket sejtetnek. Ezután adjunk meg számszerü értékeket az egyes összetevöknek, s így kísérjük figyelemmel az egyes rendszerek közti konverzió törvényszerüségeit. Végül pedig használjuk a gyakorlatot diagnosztikai eszköznek,s elemezzük a többi gyakorlat müveleteinek eredményét a bemenöképen meghatározott pozíción levö képpontok színességének változására vonatkozóan. Konvolúció Elmélet Ezzel a gyakorlattal az egyik legismertebb képjavítási-lényegkiemelési funkciót, a KONVOLÚCIÓT lehet különféle paraméterekkel kipróbálni. A gyakorlat a bemenökép, valamint a megválasztható/definiálható (N*N elemü) konvolúciós mátrix (más néven: szürömátrix) közötti müveletvégzésen alapul: A bemenökép P(i,j) képpontjához - határozzuk meg az (i,j) pozíció körül az N*N képpontot magába foglaló négyzet alakú képrészlet képpontjainak értékét; - e képpontok mindegyikét szorozzuk

meg a szürömátrix megfelelö elemével (az N*N ablakon belül minden képponthoz a konvolúciós mátrixban ugyanazon a pozíción levö mátrix-elem tartozik); - adjuk össze az N*N db. szorzatot; - az összeget normalizáljuk úgy, hogy az eredmény a lehetséges 0.255 képpontértékintervallumba kerüljön; - írjuk az így kapott számot a kimenökép (i,j) pozíciójába: ez lesz a kimenökép P(i,j) képpontja. A fenti eljárást a bemenökép valamennyi képpontjára végezzük el. (A müveletben minden egyes képponthoz a bemenöképen levö szomszédok adatait kell felhasználni, azaz a részeredmények nem befolyásolhatják a folyamatban levö számításokat.) A TULIP rendszer beépített szürömátrixokat is tartalmaz, de a felhasználó saját maga is megadhatja a mátrix elemeit. A mátrix mérete csak 3*3, illetve 55 lehet; az eljárás lényegének szemléltetéséhez ez is elegendö. (Mint látható, mindkét megengedett méret páratlan oldalhosszúságú

négyzetet definiál, melyeknek középpontjában található az aktuális képpont.) A mátrix elemei elöjeles egész számok lehetnek, az eredmény normalizálása pedig úgy történik, hogy az eredmény képpontértékei férjenek bele a 0.255 tartományba Amennyiben a szürömátrix elemeinek összege 0, akkor ez csak a negatív eredmények 0val, és a 255-nél nagyobb eredmények 255-tel való helyettesítését jelenti. Ha a mátrixelemek összege 0-tól eltér, akkor a program még a mátrixelemek abszolút-értékének 8 összegével való osztást is alkalmaz, azaz a konvolúciós mátrixot +1, illetve -1 értékre normalizálja. Mivel a müvelet nincs értelmezve, ha a szomszédság halmaza hiányos, a TULIP program úgy müködik, hogy a bemenökép szélein 3*3 méretü szürö esetén 1, 55 méretü szürö esetén pedig 2 képpont szélességü keretet hagy figyelmen kívül, azaz a kimenökép mérete ennyivel kisebb lesz. A beépített mátrixok elemeinek

felsorolása a következö pontban (Kezelés) található. Kiemeljük, hogy e mátrixok alapvetöen két típusba sorolhatók: - amelyek szimmetrikus felépítésüek; az aktuális képponttól távolodva csökkenö nagyságú, pozitív súllyal zajszürést (képsimítást) végeznek; és - amelyek jelentös irányfüggéssel (asszimetriával) rendelkeznek; pozitív és negatív súlyokat egyaránt tartalmaznak: ezek elsösorban adott irányú képtartalom-változás kiemelésére használhatók. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Szürö mérete menüponttal 3*3, illetve 55 elemü szürök közt választhatunk: A választott méret beépített, illetve a felhasználó által definiált konvolúciós mátrixokra egyaránt vonatkozik. 3. A Szürési mód menüponttal a beépített szürök, illetve a saját szürödefiniálás között választhatunk: A

gyakorlat menüsora a választástól függöen módosul, s vagy a beépített szürök közül való választást, vagy pedig a szürödefiniálás indítását lehetövé tevö menüpontot tartalmazza. 4. Az 9 Ált. szürök menüpont a Szürödef. menüpont alternatívája: akkor jelenik meg a menüben, ha szürési módnak általános szüröt jelölünk ki. Ezek a beépített szürök meghatározott célra (képjavításra, lényegkiemelésre) használhatók, s választásuk a legördülö menüböl e cél megnevezésével, illetve a megfelelö jelölésre való klickeléssel történhet. Az egyes menüelemek a következö szürömátrixokat jelentik: szüröméret: Átlagoló: [3*3] 1 1 1 1 1 1 1 1 1 [5*5] 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 2 4 2 0 1 4 8 4 1 0 2 4 2 0 0 0 1 0 0 0 -1 -1 -1 0 -1 -2 -2 -2 -1 2 -1 -2 -1 2 1 2 2 2 1 0 1 1 1 0 (A normalizálás 9-cel, illetve 25-tel való osztással történik.) Súly. átlagoló: 1 2

1 2 4 2 1 2 1 (A normalizálás 16-tal, illetve 36-tal való osztással történik.) Irányszürök, pl.: -1 -1 -1 1 -2 1 1 1 1 (A több irányszürö ebböl a mátrix középsö eleme körüli elforgatással megkapható. Látható, hogy külön normalizálásra nincs szükség, mivel a beépített irányszürö mátrixok súlyainak összege 1.) 5. A Szürödef. menüpont az Ált. szürök menüpont alternatívája: akkor jelenik meg a menüben, ha szürési módnak definiált szüröt jelölünk ki. Az ablakban a beállított szürö-mérettöl függöen 3*3, illetve 55 számot lehet megadni; ezek elöjeles egész számok lehetnek. (A számábrázolási pontosság végessége miatt a súlyoknak a {-127.+127} intervallumba kell esniük; ezen kívüli paramétereket a program nem fogad el.) Az elemek default értéke 1, azaz módosítás nélkül azonos elemü zajszürö van érvényben. Az ablak a normalizáló osztó megadását nem teszi lehetövé: az (hacsak nem zérus az

elemek összege) automatikusan állítódik be úgy, hogy a szüröelemek abszolútértékének összege 1 legyen. 10 Javaslatok A konvolúció a kép jellegét alapvetöen befolyásoló müvelet, mellyel igen érdekes hatásokat is el lehet érni.A következö kísérletek elvégzését feltétlenül javasoljuk: - Zaj tesztképre alkalmazza a zajszürö, valamint a súlyozott zajszürö konvolúciós szüröket, s figyelje meg, hogy a korábban közel egyenletes képpontérték-eloszlás helyett milyen lesz a kapott kép(részletek) hisztogramja. Mivel a zajszürés az átlagtól felfelé, illetve lefelé eltérö képpontértékeket az átlag felé módosítja, érthetö módon az eredmények hisztogramja haranggörbe-jellegü lesz,szélessége -szórása- pedig nagyobb szürömátrix-mérettel (ld.ZAJSZÜRÉS gyakorlat),illetve ismételt szüréssel csökkenthetö - Az iránykiemelö szürök hatását érdemes különbözö átmenetekre vizsgálni. Pl: a Rács tesztkép

esetében megfigyelhetjük,hogy az ugrások milyen túllövésekkel (túlhangsúlyozott változásokkal) szerepelnek az eredményképen, míg homogén képrészeken az eredmény is homogén lesz. - Definiáljunk különféle szüröket, s próbáljunk megadott célt megvalósító (élkiemelö, zajszürö, megadott irányú gradienst kiemelö) mátrixokat kikísérletezni. (Vizsgáljuk meg pl az EMBERI LÁTÁS c. fejezetben említett lateral inhinbition szürés hatását; figyeljük meg, mi történik, ha csak egyik mátrixelemnek adunk nagy pozitív,illetve negatív értéket; figyeljük meg, milyen a hatása a szürök egymás utáni alkalmazásának.) Azt, hogy a választott szürö mit módosít a képen, jól szemlélteti a KÉTKÉPES MÜVELETEK gyakorlattal a bemenökép és a kimenökép között végzett különbségképzés. Dithering Elmélet Ez a gyakorlat tónusos fekete-fehér (ún. gray scale), illetve valódi színes bemenökép alacsony gradációs felbontású

eszközön való megjelenítésének különbözö módszereit mutatja be. A szemléltetett eljárásokat igen széles körben használják pl. a nyomdatechnikában, megjelenítöeszközök vezérlésénél. A feladat: alacsony felbontású (általában: színösszetevönként kétféle értéket megengedö) eszközön kell a nagyfelbontású bemenöképet minél kevesebb látványromlás mellett megjeleníteni. Nyilvánvaló, hogy ez csak információveszteség mellett történhet, hiszen a megjelenítés után már nem tudhatjuk, hogy a kimeneti pontokat pontosan milyen bemeneti képpontértéknek feleltettük meg. Egy-egy képpontban tehát (összetevönként) legfeljebb kétféle döntésre juthatunk: vagy teszünk, vagy nem teszünk pontot. Arra, hogy a látvány mégis viszonylag hüen adja vissza a foltok szín- (illetve szürkeségi-) árnyalatát, az ad lehetöséget, hogy szemünk a szomszédos képpontokat összemosódva, együttesen érzékeli. Ennek kihasználásához arra

van szükség, hogy egy-egy képpontcsoport pontjait együttesen tudjuk kezelni. Ez a gyakorlat ilyen módszereket mutat be. A SZINTREVÁGÁS az egyes képpontokat függetlenül kezeli, s azokat egy küszöbértékkel összehasonlítva dönti el, hogy a kimenetre tegyen, vagy ne tegyen pontot. Ez a módszer mintegy elrettentö példa arra, hogy a bemenöképet mennyire el lehet rontani. A RENDEZETT MINTA a klasszikus ún. ordered dithering eljárást jelenti Eszerint: a kimeneti képpontok ugyancsak küszöbértékkel való összehasonlítástól függenek, de ez a küszöb helyröl-helyre változik. A legelterjedtebb megoldásban a képet 8x8 képpontos 11 csoportokra bontják, s ezeket meghatározott küszöb- mátrixszal fedik le. Minden képpontértéket a mátrix rá esö elemével küszöbölnek. A mátrix elemeinek meghatározásánál arra törekednek, hogy homogén folt esetén az eredeti fedettséget a lehetö leghübben adja vissza, másrészt a legkevésbé rontsa

zavaró mintázattal az eredeti kép részleteit. A TULIP dithering gyakorlata háromféle rendezett mintát mutat be: az elsö kettönél a fentebbi szempontok érvényesültek, míg a harmadik az ujságnyomtatásban használatos megoldást szemlélteti, ahol nagyjából kör alakú foltok méretének változásában jelentkezik a világosabb-sötétebb tónus visszaadása. Az FS4 elnevezés a Floyd-Steinberg, míg a JJN elnevezés a Jarvis-Judice-Ninke hibadiffúziós eljárást jelenti. E két eljárás lényege közös: az adott pontbeli döntéssel elkövetett hiba ellentettjét megkísérlik a közeli szomszédok küszöbölésénél figyelembe venni, azaz kompenzálni. Ezzel a foltok látszatra szabálytalan mintázatban elhelyezkedö pontok sürüségének változásával lesznek világosabbak, illetve sötétebbek. A két eljárás közti különbség a hibacsorgatás módszerében van: az elöbbi csak 4, míg az utóbbi 12 szomszéd küszöbértékét befolyásolja egy-egy

döntés után. (A JJN módszer ennek köszönhetöen sokkal kevésbé hajlamos a szabályos mintázatok kialakítására, mint az FS4 módszer.) Megjegyezzük, hogy e módszereket (tetemes számításigényük miatt) elsösorban a drága, célberendezésekben alkalmazzák. Floyd-Steinberg hibacsorgatás (az alábbi számok az aktuális képpontban elkövetett Q hiba elosztásának súlyait jelentik: a kiindulási döntési küszöböt elöjelesen módosítják felfelé, illetve lefelé): (---) -(3/16)*Q (aktuális) -(5/16)*Q -(7/16)*Q -(1/16)*Q Jarvis-Ludice-Ninke hibacsorgatás: (---) -(3/48)*Q -(1/48)*Q (---) -(5/48)*Q -(3/48)*Q (aktuális) -(7/48)*Q -(7/48)*Q -(5/48)Q -(5/48)*Q -(3/48)Q -(5/48)*Q -(3/48)*Q -(1/48)*Q (Látható, hogy a súlyok az aktuális képponttól távolodva csökkennek, s hogy összegük mindkét esetben 1.) A CAPIX eljárás szintén a szomszédok felé való hibacsorgatáson alapul, de ehhez kis szomszédságon belüli rendezés is járul. Kezelés

1. A Képforrás, Szín, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Módszer 12 menüpont a választható -az Elmélet pontban ismertetett- dithering eljárásokat sorolja fel. 3. A kimenökép ablaka alatti mezöben a számérték beírásával küszöböt lehet megadni. Ennek értéke 0.255 közötti egész szám lehet: a program csak a SZINTREVÁGÁS módszer esetén használja. Javaslatok Az eljárások jósága (a tónus- illetve a szín-visszaadás hüsége) valódi digitalizált képen illetve tesztképen egyaránt tanulmányozható. Amiket érdemes megfigyelni: - a legjobb eredményt a JJN, bizonyos esetekben a CAPIX módszer adja. - a homogén foltok tónusának visszaadására a RENDEZETT MINTA is alkalmas, de a megjelenítés alacsony felbontása miatt annak szabályossága nagyon zavaró. (Emiatt e módszert inkább csak nagyon nagy felbontású eszközökben -pl.:

levilágítóbanalkalmazzák) - kétszintes, 0 és 255 értéket tartalmazó képen az egyes módszerek teljesen azonos eredményt adnak. Az egyes módszerek elönyeit-hátrányait különbözö képekre érdemes végigpróbálni. A szintrevágás a gyakorlatban csak kétszintes képek esetében fogadható el. A rendezett minták eredményképeit messzebbröl elfogadhatónak látjuk, míg közelröl kifejezetten zavaró a mintázatuk. A hibadiffúziós módszerek hibáit homogén foltok visszaadása esetén találjuk szembetünönek. (A foltok belsejében a mintázat kialakulása bizonyos késleltetéssel alakul ki, s a képpontértéktöl függöen több-kevesebb szabályosságot is mutathat.) (Megjegyezzük, hogy technikai okokból ennél a gyakorlatnál a kimenökép ZÖLD összetevöjét a videodigitalizáló kártyán keresztül jeleníti meg a TULIP rendszer, ami ezért a másik két (VGA-n megjelenített) összetevötöl eltéröen befolyásolja a látványt.) Gradációs

felbontás elmélet Ez a gyakorlat a gradációs felbontás látványra gyakorolt hatását szemlélteti. Segítségével tanulmányozhatjuk a látvány stabilitása (pontatlan ábrázolásra való érzéketlensége) és a színábrázolás rendszere közötti összefüggést. A gyakorlat azt teszi lehetövé, hogy megszabjuk a megjelenítés során megengedett képpontértékek számát. Ha a Felbontás paraméternek az N számot jelöljük ki, akkor ez azt jelenti, hogy a kimenökép különbözö képpontértékeinek száma is legfeljebb N lehet. Nyilvánvalóan, minél kisebb az N paraméter, annál durvább a kép ábrázolása. A gyakorlatban a 2, 4, 8, ., 256 paramétereket lehet kiválasztani: láthatóan ezek a 2 szám hatványai. Ez azt jelenti, hogy valójában a képpontok ábrázolására használható bitek számát adjuk meg (az 1, 2, ., 8 értékek valamelyikét választva) Kezelés 1. A 13 Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok

leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Felbontás menüpontra egy táblázat jelenik meg, amelyböl a kívánt felbontás (azaz: a képen található képpontértékek lehetséges értékeinek száma) a megfelelö elemre klickeléssel választható meg: A Kilép gomb megnyomására a beállított érték kiíródik a kimeneti ablak alatt, s ettöl kezdve a (sávonkénti) gradációs felbontás ennek megfelelö lesz. Javaslatok Érdemes mind természetes, mind pedig mesterséges-(teszt-) képpel megvizsgálni, hogy a gradációs felbontás hogyan befolyásolja a látványt. A tesztképek közül különösen a színskála alkalmas arra, hogy megmutassa a felbontás változtatásának hatását. Ha a színskálán megfigyeljük a változást, fekete-fehér üzemmódban még a 128 szintre való áttérés is észrevehetö. Általánosságban: minél zajosabb, több részletet tartalmazó bemenöképet választunk, annál alacsonyabb gradációs

felbontás is kielégítönek tünhet, míg a nagyobb homogén foltok közti lassú átmeneteket tartalmazó, zajszegény képek látványát erösen befolyásolja a gradációs felbontás. Hisztogram Elmélet Ezzel a gyakorlattal a legalapvetöbb statisztikus képjellemzöket (hisztogramot, átlagot és szórást) tanulmányozhatjuk a választott színrendszer, a képtartalom és a kijelölt képrészlet függvényében. A gyakorlat a kijelölt képrészlet alapján a legalapvetöbb statisztikai jellemzöket számolja ki: A kép hisztogramja egy olyan táblázat, melynek annyi eleme van, ahányféle értéket a képpontok felvehetnek, s melynek egyes elemei megadják, hogy a kijelölt képrészleten az egyes képpontértékek hányszor fordultak elö. A képpontértékek átlaga egyszerüen megkapható pl. képrészlet képpontértékeinek összeadásával, s az összeg képpontszámmal való elosztásával. A szórás a képpontértékek átlagtól való eltérései

négyzetöszszegének négyzetgyöke, melyet a normalizálás érdekében szintén a képpontok számával kell elosztani. 14 Bár a többdimenziós statisztikai jellemzöknek is fontos szerepük van a képfeldolgozásban (ld. pl: OSZTÁLYOZÁS gyakorlat), ebben a gyakorlatban a program az egyes képsávokat egymástól függetlenül kezeli. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Színrendszer menüponttal a közös jellemzöknél ismertetett módon RGB, YUV ill. CMY rendszerek közül lehet választani. Megjegyzendö, hogy YUV rendszer esetén az U és V összetevök elöjeles számok lesznek, azaz negatív értéket is felvehetnek; ennek megfelelöen a hozzájuk tartozó hisztogramok a 0 elemet középen tartalmazzák. 3. A Számolás menüpontra az egyszeri, illetve a folyamatos számítás közt választhatunk. Míg az egyszeri számolás kiválasztására a

statisztikai adatok számítását minden esetben a Végrehajt gomb megnyomásával kell kezdeményeznünk, addig a folyamatos számolás a képrészletet kijelölö ablak oldalainak mozgatása közben is aktualizálja az eredményeket. (Ez utóbbi jól szemlélteti pl. a szórás erös függését a bemenö adathalmaz elemszámától, illetve homogenitásától.) A folyamatos számolást a program új ablak kijelölése, illetve a meglevö ablak eltolása esetén megszünteti, s áttér az egyszeri számolásnak megfelelö üzemmódba. Javaslatok Vizsgáljuk elöször a rendszer Tesztképeit, s láthatjuk, képpontértékeik eloszlása szempontjából milyen felépítésüek. Pl: a Homogén kép csak egyféle; a Rács kétféle, a Színskála pedig 256-féle különbözö képpontértéket tartalmaz. Ezzel szemben a Zaj kép valamennyi lehetséges képpontértéket közel azonos számban tartalmazza. Térjünk át folyamatos számolási üzemmódba, s figyeljük meg az egyes

jellemzök változását az ablakméret függvényében. Ha pl a digitalizált bemenö kép (látszatra) homogén részletén változtatjuk az ablakméretet, láthatjuk, hogy minél kisebb részletet jelölünk ki, annál bizonytalanabb lesz az átlagérték, nö a szórás, szélesedik a hisztogram. Mesterséges képek esetén a hisztogram jól tükrözi, milyen képpontértékekkel; milyen szabályosságokkal rendelkezik a kép. (Érdekes kísérletet végezhetünk pl a képretusálóképszerkesztö rendszerrel módosított bemenökép kisméretü ablakkal való letapogatásával: ha a statisztikai jellemzök egy képrészleten indokolatlanul különböznek a 15 szomszédos részletek statisztikai jellemzöitöl, az beavatkozásra utal.) nagy valószínüséggel mesterséges Végül próbáljunk ki különbözö képfeldolgozási müveleteket a TULIP többi gyakorlatával, s figyeljük meg, hogyan változnak a kép statisztikai jellemzöi. Igy megfigyelhetjük, milyen

érdekes a szürések hatása a Zaj kép képpontértékeloszlására; a kétképes müveletek a statisztikai adatokban is jelentkeznek; a geometriai korrekció alig változtatja meg a statisztikai jellemzöket; az INVERZ átszínezötábla a hisztogramot is invertálja; stb. Laplace operátor Elmélet Ez a gyakorlat a Laplace operátor néven ismert speciális konvolúció kipróbálását teszi lehetövé. A Laplace operátor olyan speciális konvolúció, amely az adott pontbeli gradienst emeli ki. Ebben a gyakorlatban 3*3 ablakmérettel szerepel; ahol az egyes szüröelemek: 0 1 0 1 -4 1 0 1 0 Mivel a mátrix szüröelemeinek összege 1, külön normalizálásra nincs szükség. A Laplace szürés hatása könnyen végiggondolható: - homogén képrészeken az eredmény zérus lesz (ez a szürömátrix eleeinek elöjeles összege); - ha alacsony képpontérték szerepel (elszigetelten)magas képpontértékek között, az eredmény magas képpontérték lesz.(A felülröl való

korlátozás következtében legfeljebb 255) - ha magas képpontérték szerepel (elszigetelten)alacsony képpontértékek között, az eredmény zérus lesz (mivel a program a negatív képpontértékeket zérussal helyettesíti). Összességében: az operátor alkalmazása a kimenöképen az élek mentén vonuló magas képpontértékü fehér) vonalakat eredményez, zérus képpontértékü (fekete) háttér elött. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. Az Operátor 16 menüpont kiválasztására a képernyö jobb alsó sarkában a 3*3 -as konvolúciós mátrix elemeit tartalmazó ablak jelenik meg. Javaslatok A gyakorlat túl sok paraméterezési lehetöséget nem tartalmaz, így kipróbálása egyszerüen a különbözö bemenöképekre történö alkalmazást jelenti. Elsösorban azt érdemes megfigyelnünk, hogy mint élkiemelö operátornak, milyen

jellemzöi vannak. Alkalmazzuk homogén foltokat tartalmazó képre, részletdús képre, valamint vonalas ábrákra. Hasonlítsuk össze más élkiemelö gyakorlatok (KONVOLÚCIÓ/Irányszürök, SOBEL) hatásával az eredményképek dinamikáját, részletgazdagságát, érzékenységét, valamint a zajjal kapcsolatos viselkedését. Próbáljunk a KONVOLÚCIÓ gyakorlattal olyan operátorhoz hasonló hatást lehet elérni. szüröt definiálni, amellyel a Laplace Medián Elmélet Ez a gyakorlat a mediánszürés néven ismert zajszürö eljárás kipróbálását teszi lehetövé. Tömören megfogalmazva: medián alatt a rendezett minta középsö elemét értjük. Ez a mediánszürés esetében a következö eljárást jelenti: A bemenökép P(i,j) képpontjához - határozzuk meg az (i,j) pozíció körül az N*N képpontot magába foglaló négyzet alakú képrészlet képpontjainak értékét; - e képpontokat rendezzük sorba nagyság (azaz: képpontérték) szerint; -

vegyük ki e sorból a középsö elemet; - írjuk az így kapott számot a kimenökép (i,j) pozíciójába: ez lesz a kimenökép P(i,j) képpontja. A fenti eljárást a bemenökép valamennyi képpontjára végezzük el. (A müveletben minden egyes képponthoz a bemenöképen levö szomszédok adatait kell felhasználni, azaz a részeredmények nem befolyásolhatják a folyamatban levö számításokat.) A gyakorlat 3*3 méretü ablakot alkalmaz, ami azt jelenti, hogy a nagyság szerinti rendezés után az 5-ik elem kerül a kimenöképre. A mediánszürés hatása könnyen végiggondolható: - a homogén képrészeket a szürés nem változtatja meg, hiszen a rendezett minta valamennyi eleme azonos; - ha a környezetéböl kiugró képpontértékre alkalmazzuk, akkor e kiugrást a szürés megszünteti. (Kiugrás alatt itt azt értjük, hogy az adott képpontérték akár felfelé, akár pedig lefelé, de jelentösen eltér a közel azonos szomszédos képpontértékektöl.) - ha

élre alkalmazzuk (azaz olyan képpontra, mely erösen inhomogén képrészen található, s szomszédságában nála kisebb és nála nagyobb képpontértékek egyaránt találhatók), a képpontérték nagy eséllyel változatlan marad. 17 Összességében: az operátor alkalmazása a beütésszerü, elszigetelt pontokból álló zajt hatékonyan csökkenti, miközben nem mossa el az éleket, s a kép finomabb részleteit is jól megörzi. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. A gyakorlatban ezeken kívül más menüpont, illetve egyéb paraméterezési lehetöség nem szerepel. Javaslatok A gyakorlat kipróbálása egyszerüen a különbözö bemenöképekre történö alkalmazást jelenti, mivel magát a medián kiszámítását nem lehet paraméterezni. Elsösorban azt érdemes megfigyelnünk, hogy mint zajszürö eljárásnak, milyen jellemzöi vannak.

Alkalmazzuk homogén foltokat tartalmazó képre, részletdús zajszegény- illetve zajos képre, valamint vonalas ábrákra. Hasonlítsuk össze más zajszürö gyakorlatok (KONVOLÚCIÓ/Átlagoló, Súlyozott átlagoló, ZAJSZÜRÉS) hatásával az eredményképek zajosságának csökkenését, s az eredeti részletek megörzödését. Azt tapasztalhatjuk, hogy a mediánszürés hatékonyan csökkenti a kép zajosságát, miközben a konvolúciós eljárásoknál jobban megörzi az eredeti képtartalmat, s nem simítja el a hirtelen átmeneteket, éleket. Egyképes műveletek Elmélet Ezzel a gyakorlattal kép és konstans(ok) közötti müveletet végezhetünk. A müveletek valamennyi képpontra egyformán -azaz helyüktöl, szomszédaiktól, stb. függetlenül érvényesek A képernyön jobboldalt alul látható kezelöszervek három független konstans megadását teszik lehetövé. Az egyképes müveletek gyakorlat a P(x,y) képponthoz akkor rendeli a P(x,y) képpontértéket,

ha P(x,y) = (A/B)*P(x,y) + C, ahol A, B, valamint C a szorzásra, osztásra, valamint összeadásra megadott konstansokat jelölik. Nyilvánvaló, hogy a fenti képlet az igen korlátozott számábrázolási pontosság miatt (a megengedett eredmény intervalluma: 0.255) csak közelíthetö 18 Ha a végrehajtási mód menüponttal skálázást írunk elö, az alul-, illetve felül kicsorgó képpontértékeket egy lineáris transzformáció a megengedett tartományon belülre hozza, a pontosság rovására. (Ha a müvelet eredménye a megengedett tartományba belefér, skálázás -azaz széthúzás- nem történik.) Skálázás nélkül a program a negatív eredményt nullával, a 255-nél képpontértékeket pedig 255-tel helyettesíti (azaz: vágást alkalmaz). nagyobb Megjegyzendö, hogy a gyakorlatban szereplö müveletek megadhatók átszínezötábla segítségével is, azaz a gyakorlat speciális átszínezötábla létrehozásának is tekinthetö. (A táblák megadott

meredekségü lineáris szakaszt tartalmaznak, s valamennyi sávra egyformán érvényesek.) Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Végrehajtási mód menüponttal a müvelet eredményének kezelése határozható meg: A vágás(0.255) menüelem választása a 0255 tartományba esö képpontértékeket változatlanul hagyja; az ennél kisebbeket 0-val, a nagyobbakat pedig 255-tel helyettesíti. A skálázás az eredmény intervallumát a 0.255 tartományba húzza Javaslatok Az egyes paraméterek jelentése nyilvánvaló, mégis érdemes öket egymástól függetlenül is végigpróbálni. Tapasztalhatjuk, hogyan lehet egy adott képet világosítani-sötétíteni, illetve hogyan növelhetö-csökkenthetö a kép dinamikája. A müveleteket a látványon kívül az eredményképre alkalmazott Hisztogram is jól jellemzi. Próbáljuk meg egy szük dinamikájú

bemenökép képpontjainak intenzitástartományát az általunk kijelölt intenzitástartományba transzformálni, s utána ellenörizzük az eredményt a Hisztogram c. gyakorlattal Alkalmazzuk egymás után az intenzitástartomány-szükítést, illetve nyújtást. (Ez racionális arányu osztással, majd szorzással valósítható meg.) Látni fogjuk, hogy hogyan befolyásolja az osztás mértéke az eredménykép minöségét, azaz a látvány helyreállíthatóságát. 19 Profil Elmélet A profil egyszerü kép-diagnosztikai jellemzö: a megadott vonal (általában: egyenes szakasz) mentén elhelyezkedö képpontértékek grafikonját jelenti. Ez a gyakorlat - két megadott pozíció közti egyenes szakasz mentén kiolvassa a bemenökép képpontértékeit, s a kiolvasott számokból azok számának megfelelö elemszámú vektort hoz létre; - e vektort transzformálja a kirajzolásra szolgáló ablak szélességének megfelelöen 256 elemszámú vektorrá. (Ez az elemek egy

részének elhagyásával, illetve a szükséges számban való megismétlésével történik.); - kirajzolja a képpontértékek sorozatát leíró grafikont. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Színrendszer menüpont értelemszerüleg megválaszthatóvá: a grafikon megjelenítésének színrendszerét teszi (Ha a Szín menüponttal fekete-fehér üzemmódot állítottunk be, a Színrendszer menüpont szürkített.) 3. Az egyenes szakasz kijelölése, és ezt követöen a profil számításának és kirajzolásának azonnali végrehajtása az egér baloldali billentyüje lenyomásával, majd elmozdítás utáni felengedésével indítható. (A lenyomáskor és a felengedéskor érvényes pozíció lesz az egyenes szakasz két végpontja.) Ha elözetesen megadott szakasz végpontjának közelében nyomjuk le a billentyüt, akkor az ennek a végpontnak az

elmozdítását teszi lehetövé a másik végpont változatlanul hagyása mellett; egyébként új szakasz rajzolása kezdödik. A program a szakasz hosszát (azaz a végpontok koordinátái közti összetevönkénti különbségek közül a nagyobbikat) a bemenökép ablaka alatt kiírja. 20 Javaslatok A profil nem képfeldolgozási müvelet, hanem egyértelmüen diagnosztikai célokat szolgáló segédeszköz. Ezért gyakorlása nem magának a profil kiszámításának gyakorlását jelenti, hanem inkább a többi gyakorlat alkalmazása után kapott képek vizsgálatát. Vizsgáljuk meg elöször a tesztképek profilját. Megállapíthatjuk, hogy pl a Színskála tesztkép milyen szabályszerüség szerinti sorrendben tartalmazza az egyes színes négyzeteket; a Zaj tesztkép profilja pedig széles sávban ugráló nagyságú képpontok egymásutánját mutatja. Próbáljuk ki a különbözö képmódosító gyakorlatokat úgy, hogy ez eredményképen maradjon változatlan

képrész, de legyen módosult részlet is. Ezután az eredeti és a módosult részletek profiljának különbségével is szemléltethetjük az adott müvelet hatását. Néhány példa, melyet érdemes kipróbálni: - Színskála tesztképet nagyítsunk a különbözö ujramintavételezési eljárásokkal, s vizsgáljuk meg az egyes színes négyzetek közti átmenetek profilját. Azt tapasztaljuk, hogy a legközelebbi szomszéd módszer ugrásfüggvényt; a bilineáris módszer szakaszosan lineáris függvényt, míg a köbös spline alkalmazása kismértékü túllövéssel rendelkezö nemlineáris átmeneteket eredményez. - a Zaj tesztképre alkalmazzunk különbözö szüröablak-méretü ZAJSZÜRÉS-t. Az egyes részeredmények profilja mutatja, hogyan símulnak el a szürés nélküli képen tapasztalható szabálytalan ugrálások. - alkalmazzuk éles átmenetre a SOBEL, LAPLACE, illetve az Iránykiemelö KONVOLÚCIÓ szüréseket. Vizsgáljuk meg, melyik mennyire erösíti

(a profil szerint) az átmenet élességét - alkalmazzuk éles átmenetre a MEDIÁN, KONVOLÚCIÓ, illetve ZAJSZÜRÉS gyakorlatokat, s figyeljük meg, melyik milyen mértékben laposítja el az átmenetek élességét. - vizsgáljuk a digitalizált kép zajosságát (ugyanazon homogén részlet profiljának ugrálását) a megvilágítás, valamint a kártya beállításának függvényében. Átszínezés Elmélet Ez a gyakorlat a képek átszínezésének tanulmányozását, különféle átszínezötáblák önálló készítését, az átszínezett képek mentését teszi lehetövé. a) A képek átszínezése azon müveletek összefoglaló elnevezése, melyeknél a kimenökép képpontértékei egyedül a bemenökép megfelelö pontjainak képpontértékétöl függenek. (Azaz: függetlenek a képpontok helyétöl,vagy például a szomszédos képpontértékektöl.) Az átszínezés egyértelmüen megadható az un. átszínezötábla (angolszász elnevezéssel: LUT azaz:

look-up table) segítségével. Ennek elemei lesznek a kimeneti képpontértékek, az elemek száma pedig nem lehet kisebb, mint a bemenö kép lehetséges képpontértékeinek száma. Az átszínezés során minden képpont helyére az a szám kerül, mely az átszínezötáblában az eredeti képpontértékkel kijelölt címen található. Képletszerüen: a q(i,j) képpontérték a q(i,j) értéket veszi fel, ha q(i,j)=L(q,(i,j)), ahol L() az átszínezötáblát jelöli. 21 Többsávos (pl.: színes) képek esetében az átszínezötáblák összetevönként érvényesek, és különbözöek is lehetnek. (Megjegyezzük, hogy a kialakult elnevezéseknek megfelelöen a bemenö és kimenö képpontértékek közti vektor-vektor függvénykapcsolatot nem soroljuk az átszínezötáblák közé. Ilyen kapcsolatot pl az osztályozás, clusterezés, képkódolás definiál, s olyan hétköznapi felhasználási területe is lehet, mint a valódi színes képhez kevésszámú színt

tartalmazó paletta készítése. b) Az átszínezötáblákat a legkülönbözöbb szempontok szerint csoportosíthatjuk. Néhány szempont: - a megfeleltetés egy-egy értelmüsége (azaz:az átszínezés invertálhatósága). Az invertálhatóság egyszerüen azt jelenti, hogy minden bemeneti képpontértékhez különbözö kimeneti képpontérték tartozik. A gyakorlatok közt invertálható pl. az IDENTIKUS átszínezötábla - a megfeleltetés linearitása (a szomszédos táblaelemek közti különbségek azonossága). Lineáris pl. az IDENTIKUS, míg táblák nem lineárisak. NORMALIZÁLT, EXPONENCIÁLIS, HIPERBOLIKUS - a megfeleltetés adatfüggetlensége, illetve adatfüggösége. (Ez a szempont a tábla létrehozási szabályaira utal: az lehet adatfüggetlen, de tartalmazhat pl. a bemenökép képpontértékeinek eloszlásától való függést is.) A fentebb felsorolt nemlineáris táblázatok pl. mindegyike adatfüggö c) Az átszínezötáblák alkalmazásának

célja többnyire valaminek a kiemelése, valamilyen látvány elérése. A gyakorlatban a következö beépített táblák találhatók: IDENTIKUS a képet nem változtatja meg (alkalmazása hatástalan: a gyakorlatban a kezdeti állapot beállítására szolgál) INVERZ valamennyi képpontot az éppen érvényben levö átszínezötábla inverzén keresztül jeleníti meg KIEGYENLITÉS a kimeneti kép képpontértékeinek eloszlását a lehetöségekhez mérten egyenletessé teszi (azaz: minden egyes képpontérték - tartományban nagyjából ugyanannyi képpont lesz) NORMALIZÁLT a bemenökép hisztogramja alapján olyan vágásokat tartalmaz, melyek közt nagy valószínüséggel egyazon objektumot ábrázoló képpontértékek találhatók. Alapfeltevése szerint a bemenökép hisztogramja normális eloszlású képrészlet-hisztogramok összeadásával alakul ki. SZÉTHÚZÁS a bemenökép képpontérték-tartományát lineáris transzformációval széthúzza, úgy, hogy a

teljes megengedett intenzitástartományt (a 0.255 intervallumot) kitöltse 22 EXPONENCIÁLIS az emberi látás törvényszerüségeinek figyelembevételével a bemeneti képpontértékekhez azok exponenciális függvényét rendeli. HIPERBOLIKUS ugyancsak az emberi látás sajátosságain alapul, a képpontértékek hiperbolikus függvényét használja. Kezelés Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. Az Átszínezötábla menüpont választására legördülö menü három, vízszintes vonallal elválasztott mezöje az átszínezötáblák három, lényegesen különbözö csoportját tartalmazza: 1. Az IDENTIKUS és INVERZ átszínezötáblák lineáris, monoton növekvö, illetve monoton csökkenö táblázatok. (Az INVERZ menüpont a mindenkor érvényben levö átszinezötábla inverzét eredményezi, így a fenti állítás csak alaphelyzetben, azaz

identikus tábla mellett érvényes.) 2. A KIEGYENLITÉS, NORMALIZÁLT, SZÉTHÚZÁS, EXPONENCIÁLIS, és HIPERBOLIKUS átszínezötáblák közös tulajdonsága, hogy az adot bemenökép statisztikai elemzésén kapott adatokon alapulnak. (Ld: elözö pont: Elmélet) 3. A SZINTREVÁGÁS, 23 LYUK, és RAJZOLÁS átszínezötáblák speciális beavatkozási lehetöségeket nyújtanak: az elsö kettönél a hisztogram felett megjelenö kétszintes grafikonokat lehet (kis négyzetekkel jelölt) kontrolokon keresztül a megfelelö helyzetbe mozgatni, míg az utolsó a szabad rajzolást teszi lehetövé. Bármely átszínezötábla van érvényben, a sávonkénti hisztogram, valamint az átviteli tábla aktuális állapota grafikusan is megjeleníthetö, a kimeneti kép alatti R, G illetve B jelölések kiválasztásával. Az egeret az ablakban mozgatva az aktuális tábla felülírható: az egér bal oldali billentyüjének folyamatos nyomvatartása mellett a tábla pontrólpontra az

egér mozgatása szerinti görbére módosul, míg a jobboldali billentyü lenyomásával egyenes szakasz rajzolása kezdhetö, mely a billentyü felengedéséig tart. Ez az ablak szabadon eltolható, a számítások közben is a képernyön tartható, illetve a SystemBox segítségével bármikor becsukható. Javaslatok Ez a gyakorlat igen látványos képmanipulációkra ad lehetöséget. Javasoljuk, hogy elöször a beépített átszínezötáblákat próbálja végig, s elöször csak ezek kis módosításával figyelje meg, hogyan függ a látvány a táblázattól. Az összetevök független vizsgálata célszerüen a Homogén kép tesztképpel vizsgálható, bár speciális képpontértékü homogén mezöket tartalmazó tesztképet magunk is könnyen összeállíthatunk az Ujramintavételezés gyakorlattal, s például a Színskála tesztképpel. Igen tanulságos, ha bemenöképnek a Zaj tesztképet választjuk, amelynek bizonyos képpontérték-tartományait pl. a Lyuk

elnevezésü átszínezéssel eltávolítjuk Megfigyelhetö (az eredménykép hisztogramján), hogy a kép statisztikai elemzésén alapuló átszínezések hogyan módosítják a közel lineáris spektrumú bemenö statisztikát. Pl: a szük tartományban meghagyott képpontértékeket a Széthúzás tábla hogyan osztja szét a megengedett 0.255 tartományban. Az eredeti Zaj tesztképre az Exponenciális ill. Hiperbolikus táblát alkalmazva, majd az eredményképet bemenöképnek választva láthatjuk pl., hogy azok újbóli alkalmazása a kívánt statisztika elérésének következményeként már lineáris táblát eredményez. Próbáljunk egyedi táblákat készíteni. Nem csupán látványos színhatásokat, hanem szemmel láthatatlan részletek kiemelését is el lehet érni megfelelö táblák készítésével. Ha pl. olyan táblát definiálunk, ahol egy igen keskeny lyuk-ban hagyjuk meg az eredeti képpontértéket, a többihez pedig zérust rendelünk, akkor az így

kijelölt képpontérték-szintek összefüggösége, zajossága egyben az eredeti kép zajosságát is jól szemlélteti. (Ugyannak a képnek a zajszürése után sokal simább, zajmentesebb ábrát kaphatunk - ezt is érdemes kipróbálni. Az is tanulságos, hogy minél nagyobb ablakmérettel alkalmazzuk a zajszürést, az egyes szintek görbéi is annál simábbak lesznek.) Kipróbálhatjuk, hogy egy sokszintes kép átviteli függvényét identikus helyett szakaszos (lépcsös) függvénnyel helyettesítve, mennyire romlik a látvány. Tapasztalhatjuk, hogy az eredeti látványhoz nagyon hasonló látványt jóval kevesebb szintszámmal is el lehet érni érdekes módon, minél zajosabb a kép, ez annál inkább igaz. 24 Érdekes hatást eredményez, ha periodikusan változó (magas-alacsony értékeket felváltva tartalmazó) táblát alkalmazunk lassú átmeneteket tartalmazó képre. Igy az átmeneteket eröteljesen kiemelö gyürüs -vonalas képet kapunk, melyen pl.

egyszerüen leszámlálhatjuk az egyes foltok intenzitáskülönbségét. Végül javasoljuk, hogy próbálkozzon meg az egyes eljárások önálló utánzásával. A beolvasott kép hisztogramját összetevönként felhasználhatja a megfelelö karakterisztika eléréséhez, s egy képen belül egyidejüleg többféle próbálkozás eredményét is megjelenítheti. Újramintavételezés Elmélet A gyakorlat a geometriai korrekció egyik alapvetö lépését, az ujramintavételezést, azaz a kép tetszöleges pozícióban való rekonstrukciójának különbözö eljárásait szemlélteti. A geometriai korrekció során - elöször meghatározzuk a kimenökép képpontjaihoz tartozó pozíciókat a bemenökép rendszerében, majd - e pozíciókban rekonstruáljuk az eredeti (folytonos) képtartalmat, s - ezt a kimenöképre írjuk. A korrekcióhoz szükséges rekonstrukció azt jelenti, hogy a bemenökép képpontjai közötti pozícióhoz tartozó képpontértéket határozzuk meg a

kép (közeli) képpontjainak függvényében. Ez a meghatározás történhet gyors, de rendkívül durva módon, illetve nagyon nagy számításigényü, viszont korrekt eredményt szolgáltató módon is. Általábanvéve elmondhatjuk, hogy minél több szomszéd adatait veszi figyelembe a választott módszer, annál pontosabb eredményt ad, viszont érthetöen annál nagyobb alkalmazásának a számításigénye. A túlzott pontosságnak több okból sincs értelme. Egyrészt: a bemenökép információtartalmát zaj terheli, melynek pontos rekonstrukciója felesleges. Másrészt: a képpontértékek ábrázolási pontossága eleve olyan alacsony, hogy az a pontos és még pontosabb módszerek közt jelentkezö kis különbözöség visszaadását nem teszi lehetövé. (Ez a különbség egyébként is csak az átmenetek, ugrások visszaadásának pontosságában jelentkezik; az okozott torzulás a nem professzionális felhasználási területeken általában elhanyagolható.) A

gyakorlat három beépített módszert tartalmaz: 1. A legközelebbi szomszéd módszer -elnevezésének megfelelöenaz adott pozícióhoz a legközelebbi képponthoz tartozó világosságkódot rendeli. A leggyorsabb, viszont - pl ferde élek visszaadásakor jól láthatóan- a leggyengébb eredményt szolgáltatja. 2. A bilineáris interpoláció az adott pozícióhoz legközelebbi négy szomszédos képpont értékét használja fel. A kimenö képpontérték ezen értékek súlyozott összeadásával alakul ki, ahol az egyes adatokhoz tartozó súlyok fordítottan arányosak a pozíciótól vett távolságukkal. A gyakorlatban többnyire teljesen megfelel a szolgáltatott eredmény 3. A köbös spline alkalmazása egyike azon módszereknek, melyek nem csupán a szomszédos képpontokat használják fel a képtartalom rekonstrukciójához. Ez a módszer 25 tizenkét képpontértéket használ, s ezzel jól közelíti az ideális (ún. sinc) rekonstrukciót A rekonstruált kép

minösége a professzionális felhasználási területek igényeit is kielégíti. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Módszer menüponttal a háromféle újramintavételezési eljárás közül választhatunk. A módszerek az Elmélet pontban leírtak szerinti újramintavételezési eljárásokat azonosítják. A kiválasztott eljárás neve megjelenik a kimeneti ablak alatt, s az a következö módszer kiválasztásáig érvényben marad. 3. A gyakorlat - a TULIP rendszer többi gyakorlatától eltéröen - nemcsak a bemenöképen, hanem a kimenöképen is lehetövé teszi az ablak kijelölését. A kijelölés mindkét képen ugyanazon módon történik; mindkét kép jobb alsó sarkában látható a cursor megfelelö rendszerbeli pozíciója. Javaslatok Nagyítsunk ki különbözö képrészleteket, s vizsgáljuk meg, melyik eljárás milyen minöségü

eredményt szolgáltat. A minöséget egyrészt a zavaró mintázatok megjelenésével, másrészt a kép élességének - részletdússágának változásával hozhatjuk kapcsolatba. Azt tapasztaljuk, hogy a bilineáris módszer általában elfogadható eredményre vezet, míg a legközelebbi szomszéd módszer csak alacsony igények esetén használható. A teszteléshez jól használható pl. a Színskála tesztkép; az eredményt (a felnagyított átmeneteket) pedig a PROFIL gyakorlattal vizsgálhatjuk. Ez megmutatja pl azt is, hogy az igen jó eredményt adó köbös spline módszer az éleket enyhe túllövéssel viszi át a kimenöképre. Zajszűrés Elmélet A konvolúciók közül leggyakrabban talán a különbözö zajszürö eljárásokat alkalmazzák. Ez a gyakorlat kiemelve tartalmazza az azonos mátrixelemeket tartalmazó konvolúciót, úgy, hogy extrém nagy ablakméret megadására is lehetöséget ad. Igy megvizsgálható, hogyan befolyásolja a szürömátrix

mérete az eredmény zajosságát, valamint a képi információ torzulását. 26 A Konvolúció- gyakorlatnál leírtaknak megfelelöen a konvolúció a megadott szürömátrix elemeivel való (elöjeles) szorzást, összeadást és normalizálást jelent. Ebben a gyakorlatban a szürömátrix speciális felépítésü: - valamennyi eleme 1; - mérete nagyon nagy (akár 33*33 képpontos) is lehet. (Megjegyezzük, hogy míg az általános konvolúció számításigénye a szürömátrix méretének négyzetével arányos, addig ebben az esetben -kihasználva az elemek közti összefüggéstigen gyors, és a szürömérettöl csaknem független számításigényü eljárást lehetett alkalmazni.) Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Szürö mérete a kimenökép ablaka alatti mezöben adható meg; értéke 3 .33 közötti páratlan egész szám lehet. A

gyakorlat -hasonlóan a konvolúcióhoz- a kimenöképnek csak azokat a képpontjait határozza meg, melyeknek kiszámításához valamennyi bemenöadat rendelkezésére áll. Ezért, ha szüröméretnek N -et adunk meg, a kép szélein (N-1)/2 szélességü sávban a kimenökép változatlan marad. (Természetesen, a bemenökép belsejében kijelölt ablakra ez a korlátozás nem vonatkozik.) Javaslatok A gyakorlatot hajtsa végre a annak különbözö részleteire PROFIL gyakorlattal, hogyan részletek felismerhetösége. szürömátrixot. megválasztott (lehetöleg: zajos) bemenöképre úgy, hogy alkalmazzon különbözö méretü szüröket. Figyelje meg a símulnak el a képrészletek, s egyben hogyan csökken a Keressen adott zajosságú képhez optimális méretü Próbálja ki, milyen a hatása a zajszürés folytatólagos alkalmazásának. (Pl: 3*3 -as méretü szürövel szürje meg a képet; válassza az Utolsó eredménykép-et bemenöképnek; ismételje meg a

szürést; stb. Vizsgálja meg a KÉTKÉPES MÜVELETEK gyakorlattal, hogy van-e különbség a nagyméretü szürö, illetve az ismételten alkalmazott kisméretü szürö hatásai között. 27 Próbálja meg (nagyméretü szürömátrix felhasználásával) az ún. shading korrekcióhoz szükséges háttérképet létrehozni. A shading-korrekció lényege: a leképezö/képalkotó-rendszer optikai hibái, valamint a megvilágítás egyenetlenségei következtében a bemenöképen a homogén alkotóelemek is inhomogén fényességüek; ennek kompenzálására additív-multiplikatív korrekciós képpel kétképes müveletet szoktak végezni. A korrekciós képek értékes képi információt nem tartalmaznak, csak az egyenlötlen fényviszonyok rögzítésére szolgálnak. A kísérlethez gondosan beállított körülményeket kell biztosítani: - állitson be valamilyen jelenetet, s rögzített kamerával készítsen róla éles felvételt. (A korrekció szemléltetése

érdekében szándékosan alkalmazzon egyenlötlen megvilágítást.) A készített felvételt mentse el file-ba. - vegye el a felvett objektumot a kamera látómezöjéböl, s a homogén alapon látható egyenlötlen megvilágítási képröl is készítsen felvételt; - ez utóbbi felvételt vesse alá nagyméretü szürömátrixszal, esetleg folytatólagosan alkalmazott zajszürésnek; - az így kapott referencia-kép és az elöször rögzített éles kép közt végezzen KÉTKÉPES MÜVELETEK-et, s kísérletezze ki azt a müveletet és azokat a paramétereket, melyekkel a megvilágítási egyenlötlenségek a képi információ változatlan megtartása mellett a lehetö legjobban kiküszöbölhetök. (Ehhez lehet, hogy a referencia-kép dinamikáját is meg kell változtatnia EGYKÉPES MÜVELET-tel.) Sobel Elmélet Ez a gyakorlat a SOBEL operátor néven ismert élkiemelö szürés kipróbálását teszi lehetövé. A Sobel operátor a képtartalom változását kiemelö

összetett nemlineáris szürés. Az eljárás lényege (3*3 -as ablakméret esetén): - A bemenökép P(i,j) pontjához - vegyük ki a 3*3 elemet tartalmazó szomszédság képpontjait; - végezzük el a következö két mátrixszal megadott konvolúciót: [A]: -1 -2 -1 0 0 0 1 2 1 [B]: 1 0 -1 2 0 -2 1 0 -1 , illetve: - adjuk össze a két konvolúció eredményének négyzetét, s - vonjunk az eredményböl négyzetgyököt. (Ha csak kétszintes képet akarunk eredményül kapni, az eddigiek eredményét küszöbértékkel hasonlíthatjuk össze, s pl. az ennél nagyobb értékeket 255-tel, az ennél kisebbeket pedig 0-val jelölhetjük az eredményképen.) 28 A gyakorlatban a négyzetreemelés/ négyzetgyökvonás müveleteket vagy más - szintén szigorúan monoton - függvénnyel közelítik, vagy pedig (a számítási igény csökkentése érdekében) táblakezeléssel számítják. A Sobel-operátor alkalmazásának hatása könnyen végiggondolható: - homogén

képrészeken az eredmény zérus lesz (a két konvolúció eredménye is az); - az egy vonal vastagságú vonalakat a fentebbi két konvolúció nem veszi észre, ellenben a vonal melletti pontokban a müvelet élt detektál. Igy az eredmény kettösvonal lesz, melyek közt - az eredeti vonalnak megfelelö helyen - zérus szerepel. - az átmeneteket, éleket jól kiemeli a Sobel operátor, viszonylagosan függetlenül azok irányától. Összességében: az operátor alkalmazása a kimenöképen az élek mentén vonuló magas képpontértékü (fehér) vonalakat eredményez, zérus képpontértékü (fekete) háttér elött. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Típus menüponttal a látvány kialakítását szabhatjuk meg. Ha az Él menüelemet választjuk, csak a kétszintes élképet jeleníti meg a program, míg az Él képpel együtt menüpont

választására ehhez az eredeti képtartalom is hozzáadódik. 3. A jobb alsó sarokban a kimenökép ablaka alatt megadható a kétszintes kimenökép kialakításához használt küszöbérték. Csökkentésével-növelésével az eredményképen megjelenített élpontok számát csökkenthetjük, illetve növelhetjük. Javaslatok A SOBEL operátort próbáljuk ki kisebb-nagyobb ugrásokat, különbözö meredekségü átmeneteket tartalmazó tesztképekre, s vizsgáljuk meg a kimenöképen kapott éleket a PROFIL gyakorlattal. (Különbözö nagyságú ugrásokat pl a HOMOGÉN tesztkép részleteire alkalmazott EGYKÉPES MÜVELET-tel hozhatunk létre.) Láthatjuk, hogyan függ össze az eredmény az ugrás nagyságával, a -pl. bilineáris interpolációt alkalmazó ÚJRAMINTAVÉTELEZÉS-sel készített - képpontérték-átmenet meredekségével, illetve az ugrás (vonal) szélességével. A fenti próbák során tanulságos összehasonlítást tenni a különbözö élkiemelési

eljárások közt. Fontos szempont az eljárások valódi, zajos képen tanúsított viselkedése (a kapott élek szépsége.) 29 Próbáljunk definiált szürövel végrehajtott KONVOLÚCIÓ-val és KÉTKÉPES MÜVELETtel a SOBEL operátorhoz hasonló hatást elérni. Geometriai felbontás Elmélet Ez a gyakorlat a geometriai felbontás látványra gyakorolt hatását szemlélteti. Ugyanazon kép különbözö színrendszerbeli összetevöit eltérö felbontással lehet megjeleníteni, így tanulmányozhatjuk a látvány stabilitása (pontatlan ábrázolásra való érzéketlensége) és a színábrázolás rendszere közötti összefüggést. 1. Maga a gyakorlat rendkívül egyszerü müveleten alapul: A felhasználó által megválasztott N paraméter azt eredményezi, hogy - a program a bemenöképet N*N méretü (független) ablakokkal fedi le; - a bemenökép minden ablakára (színösszetevönként) kiszámítja a képpontértékek átlagát, és - a kimenökép megfelelö

ablakában minden képpontértékhez az átlagnak megfelelö színt rendeli. A fenti eljárás színösszetevönként, egymástól függetlenül valósul meg. Nyilvánvaló, hogy minél nagyobb az N paraméter, annál durvább a kép ábrázolása: a bemenökép képpontjainak szerepét 2*2, 33, ., 10*10 képpontból álló képpont- csoportok veszik át. (Ez az ábrázolás pontosságát negyed, kilenced,,század részére csökkenti) 2.Megjegyezzük, hogy az ábrázolás pontosságára legkevésbé az YUV színrendszer U és V összetevöi érzékenyek, míg a látványt legjobban az Y összetevö pontossága befolyásolja. Ha RGB rendszert használunk, akkor megfigyelhetjük, hogy a zöld sáv pontatlanságára sokkal érzékenyebbek vagyunk, mint a kék sávéra. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Felbontás menüpontra egy táblázat jelenik meg,

amelyböl megfelelö elemre klickeléssel választható meg: 30 a kívánt geometriai felbontás a Míg fekete-fehér üzemmódban csak egyféle felbontást lehet kiválasztani, addig színes üzemmódban összetevönként külön-külön lehet a felbontást meghatározni.(Ez a színességet természetesen a választott színrendszernek megfelelöen fogja befolyásolni.) A Kilép gomb megnyomására a beállított értékek kiíródnak a kimeneti ablak alatt, s ettöl kezdve a (sávonkénti) geometriai felbontás ennek megfelelö lesz. Megjegyzendö, hogy a videodigitalizáló kártya a 4:1:1 YUV képtárolási forma következtében (ld.:TULIP hardver összetevöinek ismertetésénél) a látvány minöségét eleve korlátozza, bár ez a szokásos képek esetében nem észrevehetö. Javaslatok Ez a gyakorlat igen jól szemlélteti az egyes színrendszerek különbözöségét a színösszetevök ábrázolásának pontossága és az érzékelt látvány tekintetében.

Próbáljuk ki ugyanazon bemenöképpel a színösszetevök felbontás-változtatásának hatását! Érdemes egyazon képböl kindulva, egymás mellett különbözö felbontású részleteket készíteni,s az eredményképet a Profil gyakorlattal is megvizsgálni. Ez jól szemlélteti, hogy a látványában szinte azonos részletek sávonkénti felbontása mennyire eltérö lehet. A gyakorlathoz legjobb természetes képet választani, ahol a felbontás változtatásának tanulmányozását nem zavarja a bemenökép geometriai szabályossága. (Ezért nem javasoljuk pl., hogy bemenöképnek a Tesztképek közül a Színskálát válassza) Ugyancsak nem javasoljuk a Zaj Tesztképet,mivel azon nem mérhetö le az ábrázolás pontatlansága. (Kissé talán még ellentétes is a hatás:minél durvábban ábrázoljuk a képet, annál kisimultabbnak, kellemesebbnek érzékelhetjük a zajos képet.) Érdekes összefüggést találhatunk a felbontásra való érzékenységünk és az

ábrázolt kép összetettsége között. Azt tapasztalhatjuk,hogy minél nagyobb homogén, zajszegény foltok alkotják a képet, annál zavaróbb,ha a felbontást csökkentjük.(Ez érthetö is, hiszen az ilyen képeken az egyes képpontértékszintek jól elkülönülö, s emiatt feltünö szigeteket alkotnak a képen; a szomszédos szinteket nem mossa össze a zaj.) Geometriai korrekció Elmélet A gyakorlat az egyik legfontosabb képkorrekciós müveletet, a geometriai korrekciót szemlélteti.Lehetöséget ad az elemi transzformációk képletszerü megadására (forgatás, nyírás, nagyítás, stb.),illetve szemlélteti a korrekció azonosítási pontokkal történö definícióját A geometriai korrekció lényegében két müveletcsoport alkalmazására épül: 1. A kimenökép minden képpontjához meghatározzuk azt a bemenökép rendszerében érvényes pozíciót, melyet a korrekciós függvény hozzárendel; 2. Ebben a pozícióban a közeli képpontértékek

felhasználásával a lehetö legpontosabb módon helyreállítjuk a bemenöképet (elvileg: rekonstruáljuk a folytonos képfüggvényt és a kívánt pozícióban újramintavételezzük). Az 1. müveletcsoporthoz járul még egy problémakör, melynek megoldása adott esetben (pl: müholdfelvételek nagy pontosságú, nemlineáris geometriai korrekciója esetén) igen bonyolult 31 is lehet. Ez a probléma a korrekciós összefüggés megadásának módja A gyakorlatban ritkán tudjuk analitikus formában megadni a korrekciós összefüggést; általánosabb érvényü az a megoldás, amikor olyan képpontok bemenö- és kimenö-rendszerbeli pozícióját adjuk meg, melyek jelentése mindkét képen ugyanaz. (Ezek az un azonosítási pontok) A gyakorlat egyszerü példákat tartalmaz az analítikus megadás speciális eseteire. Igy: lehet forgatni, eltolni, skálázni (azaz: nagyítani-kicsinyíteni), stb. Röviden utalva a tananyag megfelelö részére: ezek az esetek speciális

felépítésü transzformációs mátrix speciális elemeinek megadását jelentik. (A gyakorlat az általános, azaz bonyolultabb felépítésü mátrix-szal leírható transzformációk megadását nem teszi lehetövé: ezeket magunknak kell elemi lépésekre felbontanunk, s az eredményképekre egymás után alkalmaznunk.) A 2. müveletcsoporthoz azt a megjegyzést füzzük, hogy didaktikai okokból külön gyakorlatban, az ÚJRAMINTAVÉTELEZÉS c. gyakorlatban találhatók a különféle képrekonstrukciós eljárások, míg ebben a gyakorlatban csak a legegyszerübb módszer (a legközelebbi szomszéd-módszer) kapott helyet. Kezelés 1. A Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Transzformáció menüponttal lehet a korrekciós összefüggést megadni. (Ez az összefüggés a teljes bemenöképre érvényes, azaz nem lehet külön ablakot megadni a bemeneti kép

korlátozására. Bármelyik megadási módot választjuk, a kimeneti képet befoglaló keret megfelelöjét a bemenökép rendszerébe transzformálja a program, s piros-zöld-kék vonalakkal megjeleníti, mintegy jelezve, hogy a transzformáció mely képrészeket fogja érinteni.) A legördülö menüben az elsö hét menüelem jelentése magától értetödik: a megjelenö DialogBox-ban megadott paraméterrel elemi transzformációt lehet megadni. Részletezve: Skálázás A megadható négy számparaméter az X- illetve Y-irányú képméretváltozást definiálja: ha adott irányban a képméret a transzformáció elött d képpont volt, akkor a müvelet eredményeként d=(N/K)*d lesz az új méret, ahol N a nagyítási, K pedig a kicsinyítést megadó számparamétert jelöli. 32 Eltolás A bemenökép méretváltoztatás nélkül kerül az X- illetve Y-irányú eltolásnak megfelelö új pozícióba. Tükrözés X (Y)-tengelyre Nem paraméterezhetö transzformáció: a

kimenökép a bemenökép kijelölt tengellyel párhuzamos középvonalára vonatkozó tükörképe lesz. Nyírás X (Y)-irányban Ha pl. X-irányú nyírás méretékéül x-et adunk meg, akkor az n*m méretü bemenökép P(i,j) pontja a kimenöképen a P(i+(j*x)/m,j) pozícióba kerül. Forgatás A forgatási szög az óramutató járásának megfelelö irányban értendö, s a forgatás centruma a bemenökép középpontja lesz. Az utolsó (vízszintes elválasztóvonal alatti) menüelem segítségével a geometriai korrekciót azonosítási pontokkal adhatjuk meg. Hatására mind a bemenö, mind pedig a kimenö-képen megjelenik három kereszt alakú jel (cursor), melyek PIROS, ZÖLD, illetve KÉK színüek. A cursorok az azonosítási pontok aktuális helyzetét jelzik; értelemszerüleg az azonos színü pontok tartoznak egymáshoz. A pontok pozícióját az egér billentyüinek kívánt helyen történö megnyomásával módosíthatjuk: a baloldali billentyü a PIROS, a

középsö a ZÖLD, míg a jobboldali a KÉK színnel jelölt azonosítási pontra vonatkozik. Bármelyik transzformáció-megadási módot választjuk, a kimenökép határolóvonalának bemenöképre esö részét a program megjeleníti. Ez elösegíti az eredmény elözetes becslését, azaz megmutatja, a bemenökép mely része, s milyen helyzetben vesz részt a transzformációban. 3. Az Output törlése menüponttal értelemszerüleg a kimenökép ablakában lehet a korábbi részeredményeket letörölni. Javaslatok Elöször próbáljuk ki egyenként az egyes elemi transzformációkat.Bemenöképként célszerü a Színskála tesztkép,mivel segítségével könnyen azonosítható, hogy hogyan viselkedik a megadott transzformáció. (Természetesen bármilyen más kép is megfelel a célra,amelynek egyes részletei jól felismerhetöek.) Ezután próbáljunk az elöbb megadott elemi transzformációkkal azonos traszformációt azonosítási pontokkal megadni. (Ez nem olyan

nehéz, ha speciális helyzetben levö pontokat használunk, mint pl.a képek sarkai, vagy a forga tás centrumához a képek középpontjai) Azt könnyen észrevehetjük, hogy azonosítási pontokkal jóval összetettebbtranszformációkat tudunk egy lépésben megadni, mint amilyeneket a különálló elemi transzformációkkal. Kíséreljük meg elemi transzformációk egymásutáni 33 alkalmazásával elérni az összetett müveleteket. Ehhez célszerü a transzformációt elöre megtervezni, elemi lépésekre bontani, kiszámítani az elemi transzformációkat leíró mátrixokat, valamint ugyanannak a transzformációnak a megadásához használható azonosítási pozíciókat.Próbálkozásunk sikerét az bizonyítja legjobban, ha az elemi transzformációk egymásutánjával ugyanazt az eredményt kapjuk, mint amit azonosítási pozíciókkal.) Vannak olyan elemi transzformációk, melyek tetszöleges számban alkalmazhatók egymás után a képi információ torzulása

nélkül.Ilyenek pl: tükrözések, (a kiesö részektöl eltekintve:) az eltolások,vagy pl. a nyírás és az ellenkezö irányban végrehajtott nyírás páros.Ugyanakkor pl a forgatás az alkalmazott újramintavételezési eljárás (legközelebbi szomszéd módszer) következtében jelentös információveszteséggel is jár. Ezért van az, hogy ha elforgatott képre ismételten alkalmazzuk a forgatást,a látvány minösége rohamosan romlik. (Ezt korrektebb újramintavételezési eljárásokkal el lehet kerülni: ilyen eljárásokra az ÚJRAMINTAVÉTELEZÉS gyakorlatban találhatunk példát.) Kétképes műveletek Elmélet Két (azonos méretü) kép pontonkénti összeadását, kivonását, szorzását, osztását, illetve logikai kapcsolatba léptetését lehetövé tevö gyakorlat. A gyakorlatban megvalósított müveletek egyszerüen az azonos pozíción levö képpontok közt végrehajtott aritmetikai, illetve logikai müveletek. (Ez azt jelenti, hogy a pontonkénti

müveletek végrehajtását ezen túlmenö jellemzök -pl.:a szomszédos képpontértékek; a müveletben résztvevö képpontok helye; stb.- nem befolyásolják) Az aritmetikai müveletek nyújt: túlcsordulásának elkerülésére a program kétféle lehetöséget - a negatív eredményeket 0 -val, a 255 -nél nagyobb eredményeket pedig 255 -tel helyettesíti (vágás); - a lehetséges eredményt magába foglaló intervallumot a 0.255 tartományba skálázza(Ezt az intervallumot nem elözetes végigszámolással állapítja meg a program, hanem kiszámítja a müvelet lehetséges eredményeinek szélsöértékét.) Kezelés 1. A 1.Képforrás, 2.Képforrás, Szín, Mentés, Videokártya valamint Help menüpontok leírása a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. 2. A Müvelet 34 menüpont az elvégzendö müvelet kijelölésére szolgál. 3. A Végrehajtási mód menüponttal az elmélet pontban említett kétféle lehetöség közül

választhatunk: - lehetöség van az eredmény képpontérték vágására (ekkor a 0-nál kisebb képpontértékeket 0-val, a 255-nél nagyobbakat pedig 255-tel helyettesíti a program) - ha skálázást választunk, az eredményt a program beletranszformálja a 0-255 tartományba. Javaslatok Vegyünk két kameraképet ugyanarról a tárgyról, illetve jelenetröl. Ha a két képet kivonjuk egymásból látni fogjuk, a két kép azonos beállításuk ellenére is menyire különbözik egymástól. Adjuk össze ugyanezt a két képet, s vizsgáljuk meg mind a kiindulási, mind pedig az összeadással nyert képek hisztogramját. Az összegkép sokkal zajmentesebb lesz (pl: a homogén foltok szórása sokkal kisebb lesz), mint a kiindulási képek. Vizsgáljuk meg, melyik müvelet milyen módon emeli ki a két bemenökép közti különbözöséget. (Pl: melyik mennyire érzékeny; melyik az, amelyiknél a különbség mértékéröl is kapunk információt; melyik hogyan viselkedik,

ha a bemenö képek zajosak.) Vizsgáljuk sorra a TULIP gyakorlatainak képtartalom-változtató hatását a bemeneti és kimeneti képek közötti müveletvégzéssel. Digitalizálás Elmélet Ezzel a gyakorlattal a videodigitalizáló kártya paraméterezése, s az egyes paraméterek látványban betöltött szerepe vizsgálható. Kezelés 1. A Képforrás, Szín valamint Help menüpontok leírása a 4-2.2 pontban, a gyakorlatok közös jellemzöinek ismertetésénél található. A menüsor ebben a gyakorlatban nem tartalmaz más menüpontot 2. Az Alapbeállítás gombbal a videokártya gyárilag beállított (default) jellemzöit lehet elöhívni. Ezek a Szín menüpont szerint beállított üzemmódnak megfelelöen: paraméter: (fekete-fehér:) (színes:) 35 világosság: telítettség: árnyalat: kontraszt: piros: zöld: kék: 252 0 128 128 128 128 128 252 72 128 128 128 128 128 (A beállítás az esetlegesen megadott eltolást nem befolyásolja.) 3. Az egyes

scroll-bar-ok kezelése a WINDOWS-ban megszokott módon történik (egyesével való léptetés; folyamatos változtatás illetve lapozás); a paraméterek azonban nem vehetnek fel tetszöleges értékeket. Igy megfigyelhetjük, hogy a paraméterek jobboldalon kiírt számértékei kettesével, vagy csak négyesével változnak, miközben egyesével való lépkedést szeretnénk elérni. Ennek oka egyszerüen az, hogy a kártya belsö paraméterei nem 256, hanem pl. csak 64 különbözö értéket vehetnek fel, azonban az értelmezési tartományt -az esetleges késöbbi eszközcsere érdekében- a szokásos (egy byte-on megadható) 0-255 tartománynak feleltettük meg. 4. A képmezö tologatására szolgáló mezö egyidejüleg mutatja a látható (bemenökép-) ablak, valamint a teljes digitalizált kép viszonyát is. Észrevehetjük, hogy nem lehet tetszöleges helyzetet kijelölni: bizonyos eltolás után hiába próbáljuk az ablakot továbbtolni, nem mozdul. Ez a

kártya-kezelés adottságainak a következménye: az eltolási paraméterek megadására nézve korlátozottak a lehetöségek. (Az eltolási paramétert megadó ablak ezt a korlátot az általánosság igénye miatt nem tartalmazza.) Javaslatok A gyakorlatot átlagos és szélsöséges megvilágítási - képalkotási körülmények közt egyaránt tanulságos kipróbálni. Szokásos (nem túl zajos, megfelö dinamikájú) bemenöjel esetén azt tapasztaljuk, hogy egyrészt a gyárilag javasolt (default) beállítás is jó eredményt (látványt) szolgáltat, másrészt valamennyi paraméter állítása széles tartományban elfogadható képet eredményez. Ha homogén foltot digitalizálunk, a digitalizált kép viszonylag zajmentes lesz (a kép hisztogramjának szórása alacsony lesz). Megfigyelhetjük, hogy mely paraméterek befolyásolják a színességet, képélességet, felbontást, zajosságot. Kicsit több munkával (a digitalizált képek hisztogramjainak

vizsgálatával) azt is kikísérletezhetjük, hogy adott fényviszonyok közt melyik beállítás nyújtja a legjobb szubjektív megítélés mellett egyben a legjobb dinamikát is. Vizsgáljuk meg azt is, hogy nagyon gyenge fényviszonyok mellett milyen lehetöségeink vannak a kompenzálásra, s azok dinamika, illetve zajosság tekintetében milyen eredményt szolgáltat. Érdekes a képdigitalizálást egy másik gyakorlatban -a KÉTKÉPES MÜVELETEK c. gyakorlatban - is kipróbálni, s mindkét bemenöképet ugyanarról a tárgyról, ugyanolyan gyenge megvilágítás mellett készíteni. Ha a kapott képeket összeadjuk, az eredménykép sokkal részletdúsabb, zajmentesebb lesz. A hatás több kép összegzésével bizonyos határok közt tovább fokozható: így elvben a zajban eltemetett képi információ is kiemelhetö. A kártya felépítéséböl adódó korlátok is jól tanulmányozhatók a gyakorlattal. Azt tapasztalhatjuk, hogy a gyorsan mozgó képrészletek a

digitalizálás befagyasztása után 36 vízszintesen csíkosak lesznek; a színinformáció korlátozott pontosságú ábrázolása az árnyalatdús képek esetén észrevehetö minöségromlást eredményez; a digitalizált képek minösége többnyire gyengébb, mint pl. az optikai lapolvasóval beolvasott képek file-jainak megjelenítésekor kapunk. A gyakorlatok közös jellemzöi A következökben felsoroljuk azokat a jellemzöket, amelyek többé-kevésbé valamennyi gyakorlatra egyformán érvényesek. 1 Képernyökezelés Valamennyi gyakorlat a teljes képernyöt betöltö, önmagában álló (azaz más programokkal egyidejüleg nem használható) üzemmódban müködik. A képernyö baloldalán a bemenökép, jobboldalán pedig (többnyire) a kimenökép ablaka látható. Ezt a képet átmenetileg a legördülö menük, illetve paraméterbeadáshoz használható dialogbox-ok takarhatják el. A bemenöképen a müvelet érvényességi területét kijelölö téglalap

alakú mezöt cursor mozgatásával lehet megadni; induláskor a teljes ablak tekintendö bemenöképnek. Az érvényes képrészlet kijelölése a többi képkezelö WINDOWS programban megszokott módon történik: - a kijelölés az egér baloldali billentyüjének lenyomására indul, s a billentyü felengedéséig tart. - ha a lenyomás elött a bemenökép ablakában a cursor alakja balrafelfelé mutató nyíl volt, akkor ez a kijelölés új ablakot fog megadni; ha a cursor jobbra-balra, illetve fel-le mutató kettösnyíl, akkor a létezö téglalap alakú képrészlet cursor alatti oldalát lehet a megadott irányban tologatni; míg ha a cursor kéz alakú, akkor a korábban kijelölt ablakot méretváltoztatás nélkül lehet tologatni. A cursor bemenöképhez folyamatosan megjelenítik. viszonyított aktuális pozícióját a gyakorlatok az ablak alatt A gyakorlatok végrehajtása a szükséges paraméterek megadása után,általában a Végrehajtás gomb megnyomásával

indítható; amíg a program dolgozik, homokóra alakú cursor jelzi, hogy új parancs nem adható. A müveletek eredménye a kimenöképen a bemenöképen kijelölt ablaknak megfelelö részletet módosítja.Egy-egy végrehajtás után új részlet jelölhetö ki, s arra vonatkozóan más paraméterekkel újra végrehajtható a gyakorlat. A gyakorlatokat egyedül a képernyö bal-alsó sarkában található Kilép gomb segítségével lehet elhagyni. 2 Menü A menüsorban természetesen az adott gyakorlatnak megfelelö menüpontok találhatók,de az egységes kezelés érdekében az egyes menük felépítése azonos logikát követ. Általában a következö menüpontok szerepelnek: Képforrás Szín (ha van: Színrendszer) 37 (. a gyakorlat egyéb paraméterei) Mentés Videokártya Help Vegyük sorra a közös menüpontokat! 2.1 KÉPFORRÁS A gyakorlatok bemenöadata minden esetben kép, amelyet a KÉPFORRÁS menüponttal lehet kiválasztani: (A kétképes müveletek

gyakorlatban egyidejüleg két képforrásra van szükség: ezeket külön-külön az 1. Képforrás, és 2. Képforrás menüpontokkal adhatjuk meg:ezek az Utolsó eredménykép menüpontot kivéve ugyancsak a fenti elemekböl állnak. A két képforrás megadása egymástól teljesen független) Az egyes menüelemek jelentése a következö: 2.11 DIGITALIZÁLT Ekkor a bemenökép a videodigitalizáló kártyával digitalizált kép. (Jelforrás bármely szabvány analóg video-, illetve S-video- jelforrás lehet, azaz pl.: TV-kamera, képmagnetofon, tuner A digitalizálás közben megjelenö dialogbox kezelöszervei biztosítják, hogy a különbözö jelforrások adataiból a legjobb minöségü képet hozzuk létre.) A létrehozott kép mindig az adott gyakorlatban kezelhetö legnagyobb méretü lesz. A kép az elözetesen beállított üzemmódtól függöen lesz fekete-fehér, illetve színes. (Színes üzemmódban akkor is három független sávot fog kezelni a rendszer, ha a

videojel feketefehér jelet szolgáltató jelforrásról érkezik.) A menüelem kiválasztására a baloldali képmezöben (bemenökép) a bemenetre kapcsolt videojelforrás digitalizált képe jelenik meg, míg jobboldalon a következö (szabadon mozgatható) dialogbox lesz látható,melynek valamennyi kezelöszerve azonnal befolyásolja a látható képet. A felsö mezöben az egyes scroll-bar -ok a VILÁGOSSÁG TELITETTSÉG ÁRNYALAT KONTRASZT PIROS ZÖLD KÉK jellemzöket állítják be; a beállítás eredménye számszerüen is látható a jobboldali ablakokban. (Ha a meghíváskor a színes üzemmód van érvényben, akkor valamennyi kezelöszerv szabadon állítható, míg fekete-fehér üzemmódban az Telítettség nem 38 mozdítható el a 0 értékröl, a három színösszetevö pedig értelemszerüen csak együttesen változik.) Az alsó mezöben a bemenökép tologatására nyílik lehetöség. (Erre azért van szükség, mert az eredeti méretarányok megtartása -

és egyben a lehetö legnagyobb méretü kép létrehozása - érdekében a TULIP rendszer nem kicsinyíti bele a digitalizált képet a bemenökép számára kijelölt ablakba. A tologatás a képmezöt jelzö ablak melletti scrollbar -okkal történik; a teljes és a látható képrészlet viszonyát szürke téglalap érzékelteti) Az Alapadatok gomb értelemszerüleg a szokásos képalkotási körülmények közt gyárilag kikísérletezett (default) beállításokat eredményezi, míg a Kilép gomb kiválasztására a digitalizálás megáll (az aktuális kép befagy), s a munkafile létrehozása után a kijelölt gyakorlat elvégezhetö. 2.12 FILE A bemenökép TIFF, MMP, illetve PCX formátumú képfile. (Ezek közül a TIFF szabvány az egyik legelterjedtebb képformátum, melyet a PC-világ képszerkesztö-képmanipulációs rendszereinek többsége képes létrehozni,illetve olvasni. Sajnos, a szabvány igen szerteágazó: többféle adathosszúságot, tömörítési

eljárást is magába foglal,így általános TIFF-olvasó program készítése nem kis feladat. A TULIP rendszer a CCITT faximile kódolással létrehozott bináris képeken kívül valamennyi TIFF képet olvassa.) A kép mérete -nagy képfile esetén- a képfile méretaránytartó,1:2, 1:3, 1:4 arányú kicsinyítésével alakul ki.(Kis kép esetén a nemkívánatos hatások elkerülése érdekében a program nem alkalmaz nagyítást,azaz a bemenökép ablaka is kicsi lesz.) A kép színességét a gyakorlatnál elözetesen beállított üzemmód határozza meg. (Ez pl azt is jelenti,hogy színes üzemmód beállítására a fekete-fehér képet tartalmazó képfile adatait a rendszer három sávban fogja tartalmazni, s ezeket egymástól függetlenül lehet módosítani.) A menüelem kiválasztására dialogbox jelenik meg, melyben a lehetöségek a többi MSWINDOWS programnál megszokott módon és kezelöszervekkel állnak rendelkezésre. Eszerint: - alul a megfelelö névre

klickelve megválaszthatjuk a bemenökép típusát (TIFF, MMP vagy PCX); - (listboxban) kiválasztható az eszköz (drive),melyen a képfile található; - az eszközön a létezö alkönyvtárak listájából választva tetszöleges mélységben levö file-ig eljuthatunk; - a másik listbox -ban megjelenö (képtípustól függöen .TIF, MMP ill PCX kiterjesztésü) file-nevek közül kiválaszthatjuk a beolvasandó file-t. - a filenévre kétszer klickelve, illetve a Betöltés gombra klickelve megjelenik a kép a bemenökép ablakában. A betöltés szükség esetén egyidejü (méretaránytartó) kicsinyítéssel történik.(Ezután még lehetöség van másik kép választására, egészen addíg, amíg az ablakot be nem csukjuk.) - végül a Kilép gomb hatására az ablak becsukódik; a bemenöablakban látható kép lesz a továbbiakban a képforrás. Megjegyezzük, hogy az MMP formátum beépítését az alkalmazott videodigitalizáló kártya sajátosságai indokolták. 2.13

TESZTKÉP 39 A rendszer ekkor külsö adatok nélkül állítja elö a meghatározott felépítésü képet (RÁCS, SZINSKÁLA, ZAJ, HOMOGÉN elnevezéssel).Egyes gyakorlatok lényege speciális szerkezetü képpel -tesztképpel- jobban megfogható, ezért a rendszer beépítve tartalmazza ilyen képek létrehozását. (Ezt többek közt az is indokolja, hogy a tesztképek egyszerü szabályokkal megfogalmazható, így programmal könnyen létrehozható képek,melyek file-ként való tárolása a háttértárolóval való pazarlás lenne.) Az egyes tesztképek: - RÁCS A kép 16x16 képpont méretü négyzetrácsból áll, melynek háttere fekete (0), rácsvonala pedig fehér (255) képpontértékü. Ha a rendszer színes üzemmódban van (lásd késöbb), a háttér képpontérték-vektora: (0,0,0), a rácsvonalé pedig: (255,255,255). A rács mérete nem paraméterezhetö: ha valamilyen okból más rácsállandójú képpel akarunk kísérletezni, azt az ÚJRAMINTAVÉTELEZÉS

gyakorlat eredményképének elmentésével magunk is könnyen létrehozhatjuk. - SZINSKÁLA A kép 16x16 db (tehát összesen 256 db.) homogén téglalap alakú mezöre van osztva, melyek fényessége (színessége) meghatározott szabály szerinti. Fekete-fehér üzemmódban: a 0 képpontértéktöl 255 képpontértékig sorfolytonosan, egyesével változik az egyes mezök fényessége. Színes üzemmódban: a 256-féle lehetöségnek megfelelöen 256-féle különbözö színü mezö van a képen. Az egyes mezök színe a három alapszín (piros:R, kék:B illetve zöld:G) kombinálásával alakul ki, úgy, hogy ha a mezöket sorfolytonosan megszámozzuk, akkor színük a hozzájuk tartozó sorszám bitjeitöl függ. Egy-egy bit egy-egy színkomponens meghatározott erösségü hozzákeverését szabja meg. A zöld, és a piros összetevö nyolcféle, míg a kék összetevö négyféle értéket vehet fel a mezö színének kialakításakor. (Érdemes a SZINRENDSZEREK gyakorlattal a

fenti összefüggést ellenörizni.) - ZAJ A kép véletlenszámok (szabálytalan) együttese. A számokat véletlenszerüen indított Fibonacci sorozat határozza meg, így természetesen csak ál-véletlenszámoknak tekinthetök, de azokhoz a kísérletekhez, melyeknél a szomszédos képpontok korrelálatlansága és az egyes képpontértékek egyenletes eloszlása a fontos, jól használható. Színes üzemmódban az egyes összetevök meghatározása független, így a köztük levö korreláció is zérusnak tekinthetö. Megjegyzendö, hogy amennyiben több alkalommal ugyanazt a zaj-képet akarjuk használni, elegendö, ha mentéssel létrehozunk egy zajképet tartalmazó filet, s ezt használjuk bemenöképnek. - HOMOGÉN 40 A kép valamennyi képpontja azonos, a felhasználó általmegválasztott értékü lesz. Fekete-fehér üzemmódban 256-féle, míg színes üzemmódban összetevönként 256-féle, azaz össesen kb. 16 millió-féle értéket vehetnek fel a homogén

kép pontjai 2.14 UTOLSÓ EREDMÉNYKÉP A legutolsó képfeldolgozási müvelet eredménye a folytatás érdekében kijelölhetö képforrásnak. (Ekkor a korábbi forrással csak újbóli kijelölés esetén dolgozhatunk tovább) Ez a lehetöség igen hasznos, mert így pl.file-müveletek nélkül vizsgálhatjuk az eredménykép hisztogramját, profilját,valamint ugyanannak a gyakorlatnak a folytatólagos (halmozott) alkalmazását. Megjegyzendö, hogy a kétképes müveletek számára az utolsó eredménykép nem jelölhetö ki forrásnak. Ebben az esetben a Mentés funkcióval közbensö file létrehozására van szükség, ha eredményképpel akarunk dolgozni. 2.2 SZINESSÉG A TULIP rendszer mind fekete-fehér, mind pedig színes üzemmódban lehetövé teszi a gyakorlást. Az üzemmód beállításához a SZIN menüpont megfelelö elemét kell kiválasztani Fekete-fehér üzemmódban minden képponthoz csak egy szám (a világosság-adat) tartozik, színes üzemmódban három.

Azt,hogy ez a három szám milyen színrendszerben adja meg a képpont színét, (a legtöbb gyakorlatnál) a Színrendszer menüponttal lehet megválasztani. (Azoknál a gyakorlatoknál,ahol színesü zemmódban csak RGB, illetve YUV rendszereket lehet használni, a Szín és a Színrendszer megadása összevontan szerepel.) Az egyes színrendszerekröl bövebb ismertetésénél. ismertetés található a Színrendszerek gyakorlat 2.3 MENTÉS Ezzel a menüelemmel az eredménykép file-ba való mentése adható meg.A képfile szabványos formátumú lesz:ez lehetöséget biztosít az idegen programokkal való további feldolgozásra. Menteni csak TIFF és MMP formátumban lehet (azaz PCX képet csak olvas a rendszer, de nem hoz létre). A megjelenö dialogbox szerepe - a file-típus megválasztása (.TIF, MMP); - a mentéshez az eszköz (drive) megválasztása; - a kijelölt eszközön korábban létrehozott alkönyvtár kijelölése; - a filenév beírása; - a mentés

elindítása; - a mentés után kilépés. Ha mentéskor létezö file nevét írjuk be (vagy a file-t a listboxból választjuk ki),a rendszer a véletlen adatvesztés elkerülése érdekében megkérdezi, hogy a képfile korábbi tartalma felülírható-e? Nemleges válasz esetén új nevet kell választani. Ha az eszközön a mentéshez nincs elegendö hely, azt üzenet jelzi, s ekkor másik eszközt kell kiválasztani. 2.4 VIDEOKÁRTYA 41 A gyakorlatok a bemenö illetve kimenö képet a videodigitalizáló kártya segítségével jelenítik meg, így a látványt a kártya beállítása alapvetöen meghatározza.Mivel a gyakorlatok eredményképei a legkülönfélébb felépítésüek lehetnek,a rendszer lehetövé teszi, hogy a kártya beállítását gyakorlatok közben is megváltoztassuk.Ehhez a Videokártya menüpontot kell kiválasztani. A beavatkozási lehetöségek ugyanazok, mint képdigitalizálás esetén -így az ott leírtakat nem ismételjük meg.Az ablakból

csupán az ÁRNYALAT beállítása, valamint a kép eltolásának lehetösége hiányzik. Felhívjuk a figyelmet arra, hogy a kártya paramétereinek változtatása egyidejüleg az egész képmezöre hat, adott esetben az eredményképhez igazított beállítás leronthatja a bemenökép látványát. 2.5 HELP Valamennyi gyakorlatnál a menüsor jobboldali végén található a HELP menüelem, melynek elemei: Elmélet, Kezelés, Javaslatok, és TULIP. Az Elmélet az adott gyakorlat lényegét ismerteti tömören,mintegy összefoglalva a TULIP részletes tananyagának idevonatkozó részeit. Ez így a gyakorlatból való kilépés nélkül is elolvasható,s a TULIPP gyakorlóprogram önálló használatát is elösegíti. Az ismertetés többnyire hosszabb, mint egy oldal: a felfelé-lefelé görgetést a képernyö jobboldalán levö scrollbarral lehet vezérelni. (Az egyes ismertetések tartalmának ismertetésétöl itt eltekintünk, mivel ez magának a tananyagnak az ismertetését

jelentené, ami viszont nem a Felhasználói Kézikönyv feladata.) A Kezelés az adott gyakorlat kezelöszerveit ismerteti,s egyben gyakorlási javaslatokat, tippeket is ad. A leírás lényegében a következö pontokban szereplö részletes kezelési leírások kivonata. A Javaslatok pont a gyakorlatok használatával kapcsolatos tanácsokat jeleníti meg. A TULIP. menüpont (az un AboutBox) a TULIP terméket és készítöjét nevezi meg (A gyakorlat csak az OK gomb megnyomása után folytatható.) 42